全 文 ：收稿日期:2007-11-10
基金项目:西北师范大学大学生科研资助奖金资助
高乌头愈伤组织抗褐变剂的筛选
廖天江 ,张　继
(西北师范大学生命科学学院 ,甘肃 兰州 730070)
摘　要:研究了 8 种药剂对高乌头愈伤组织的抗褐变影响 ,结果表明:活性炭(800 mg· L-1)和水解乳蛋白
(750 mg · L-1)2 种药剂的抗褐变效果最好.
关键词:高乌头;组织培养;抗氧化褐变
[中图分类法] S432.1　　　　[ 文献标识码] A　　　　[ 文章编号] 1003-6180(2007)04-0031-02
　　在高乌头(Aconitum Sinomontanum )愈伤
组织的诱导及传代培养过程中 ,常常发生培养细
胞褐变现象 ,轻者影响细胞生长和繁殖 ,重者导致
细胞死亡.如何减轻或控制褐变的发生和发展 ,是
高乌头组织培养中重要的研究内容[ 1 , 2] .由于高乌
头培养细胞发生褐变的原因复杂 ,因此 ,要防止褐
变发生 ,减轻褐变危害 ,除了要选择合适的外植体 、
培养基和适宜的激素组合外 ,添加抗褐变剂是方便
有效的常规手段.本研究选用了 8种化学药剂对高
乌头细胞进行抗褐变研究 ,取得了较好的效果.
1　材料和方法
1.1　材料来源
甘南野生高乌头植株上切取顶芽接种到培养
基上 MS+2 ,4-D 2.0 mg ·L-1进行愈伤组织的诱
导 ,诱导出的愈伤组织作为筛选抗褐变剂的材料.
1.2　抗褐变剂
硫代硫酸钠(Na2S2O 3)(0.1 ～ 3 g · L-1)、活
性炭(AC)(0.5 ～ 3 g ·L -1)、维生素 C(Vc)(50 ～
300 mg·L-1)、柠檬酸(Cit)(100 ～ 300 mg·L -1)、
植酸(PA)(50 ～ 2 000 mg ·L-1)、半胱氨酸(Cys)
(2 ～ 10 mmo l · L-1)、水解乳蛋白(LH)(300 ～
900 mg ·L-1)、脱落酸(ABA)(3 ～ 500 mg·L-1).
1.3　处理
AC , Cit , Cys , LH 与培养基一起高压灭菌 ,
其余 4种药剂经过抽滤除菌后加入到培养基中.
每种药剂均设 5种浓度 ,每种浓度 3次重复 ,不加
药剂的培养基作对照.接种细胞在不添加 8种药
剂的 MS 培养基上培养 , 接种时的细胞鲜重为
0.2 g , pH 值 5.5 ,培养温度(22±1)℃,暗光 ,培
养 30 d后取样分析.
1.4　褐变等级的划分标准
1级　轻度褐变 ,基本上黄白色;
2级　褐变 ,黄褐色;
3级　较严重褐变 ,褐色;
4级　严重褐变 ,黑褐色.
1.5　鲜重比计算
细胞取样后 ,用吸水纸吸干水分 ,然后称重 ,
鲜重比为该实验组的细胞鲜重与对照组的细胞鲜
重之比.
2　结果与讨论
2.1　8种药剂抗褐变效果的比较
多酚氧化酶是植物组织培养过程中直接产生
褐变的氧化还原酶类 ,它使植物组织细胞中含有
的单宁及酚类物质氧化成醌类 ,从而产生酶促褐
变 ,醌类累积的结果抑制了细胞中多种酶的活性 ,
使细胞生长受到抑制[ 3] .由于多酚氧化酶是一种
含铜离子的蛋白质 ,因此 ,寻找良好的抗褐变剂起
码应该从三个方面着手:①用 Cu++离子络合掉
使酶失活的物质.②加入与酶蛋白和底物的结合
部位能够结合的酶抑制剂 ,从而抑制醌类的产生.
③加入能减少酚类或使醌类还原的物质.由于不
同物种的多酚氧化酶存在着性质上的差异 ,适宜
不同植物的抗褐变剂也会有所不同[ 4 , 5] .
本次试验采用了8种药剂 ,以AC(1 000 mg·L-1),
LH(750 mg ·L-1)和 PA(100 mg ·L-1)3种药
剂抗褐变效果较好 , Na2 S2O3 和 Cit效果最差 ,褐
变等级为 4级 ,而较高浓度 Vc(300 mg ·L-1)、低
浓度的 Cys(2 mmol·L-1)和 ABA(300 mg ·L-1)
抗褐变效果一般.所以 ,选择 AC , LH 和 PA 三种
抗褐变剂做进一步的抗褐变试验.
2.2　AC ,LH 和 PA 三种抗褐变剂不同浓度对细
胞生长的影响
AC , LH 和 PA 三种抗褐变剂的不同浓度的
作用效果见表 1.
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2007年第 4期 牡丹江师范学院学报(自然科学版) No.4 , 2007
(总第 60期) J ou rnal of Mudanjian g Normal University Total No 60
DOI :10.13815/j.cnki.jmtc(ns).2007.04.025
表 1　3 种抗褐变剂不同浓度的抗褐变效果比较
抗褐变剂 浓度/(mg· L -1) 鲜重比 褐变等级
AC 500 1.07 4
800 1.37 1
1000 1.19 2
3000 1.09 3
LH 450 1.38 2
750 1.42 1
900 1.38 2
PA 　50 1.07 2
100 1.11 1
1000 1.12 2
2000 0.76 3
对照 1.00 2
　　AC 是一种吸附特性较强的无机吸附剂 ,能
吸附各种微量物质和微小颗粒 ,粉末状的 AC 与
颗粒状的 AC 相比其吸附性能更佳 ,因而常用来
防止组织培养中细胞褐变的发生和发展[ 6 , 7] .5种
AC浓度中 ,800 mg ·L-1的处理抗褐变效果最好 ,
此浓度下的鲜重比最大;从外观看愈伤组织呈现黄
白色 ,生长旺盛.浓度过大(大于 4 000 mg ·L-1),
吸附培养基中的生长调节物质和营养物质过多 ,
导致愈伤组织生长受到影响 ,褐变也严重一些.
LH 含有氨基酸等多种蛋白水解产物 ,为弱
酸性营养物质 , LH 竞争性地抑制了酶与底物的
结合 ,其抗褐变效应随浓度递增[ 8] ,但对细胞增重
效果不很显著 ,抗褐变作用还未见报道.
PA属于金属离子螯合剂 ,可将多酚氧化酶中
的Cu++离子螯合而使酶失活.植酸浓度以低浓度
(100 ～ 500 mg · L-1 )为 宜 , 浓 度 过 高
(>1 000mg ·L-1),鲜重比较低 ,褐变也较为严重[ 9] .
本次试验为 8种抗褐变剂的单因子试验 , AC
(800 mg ·L-1), LH(750 mg · L-1)2 种药剂适
宜作高乌头细胞的抗褐变剂 , PA(100 mg · L-1)
有较好的抗褐变效果 ,但鲜重比较低 , Vc和 Cys
等药剂的效果不佳.培养条件如温度 、光照对褐变
均有影响 ,温度太高 、光照太强均可以加速愈伤组
织的褐变.
参考文献
[ 1] 瞿素萍.组织培养法快速繁殖川乌头种苗[ J] .中国野生植物资源 , 2004 , 23(4).
[ 2] 于荣敏 、徐秀泉.不同理化因子对黄花乌头花药愈伤组织诱导的影响[ J] .暨南大学学报:自然科学版 , 2003 , 24(3).
[ 3] 陈正华.木本植物组织培养及其应用[ M ] .北京:高等教育出版社 , 1986.
[ 4] 陈葆棠 ,谢岳峰 ,张端品 ,等.植酸在水稻细胞培养中的促进作用[ J] .实验生物学报 , 1996 , 29(4):331-336.
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收稿日期:2007-08-31
黄瓜的生物学研究
杨　虹 ,崔启微
(哈尔滨师范大学生命与环境科学学院 ,黑龙江 哈尔滨 150025)
摘　要:对黄瓜的胚胎学 、细胞学 、育种学方面的成果进行了综述 ,旨在全面揭示黄瓜生物学研究的进展.
关键词:黄瓜;发育;性器官
[中图分类法] S642.2　　　　[ 文献标识码] A　　　　[ 文章编号] 1003-6180(2007)04-0032-02
　　黄瓜(Cucumis sativus L.)是葫芦科中重要
的蔬菜植物 ,它具有芳香的气味和较高的食用价
值 ,且在生理上为雌雄同株异花 ,因此 ,成为研究
植物性别分化 、离体培养等方面重要的实验材料.
本文对黄瓜的胚胎学 、细胞学 、育种学三个方面的
研究成果进行综述 ,旨在全面揭示黄瓜生物学研
究进展.
1　黄瓜的胚胎学研究进展
黄瓜的小孢子母细胞的减数分裂和胞质分裂
是同时发生的.小孢子经减数分裂产生营养细胞
和生殖细胞 ,生殖细胞有丝分裂则产生两个雄配
子即精细胞.在小孢子母细胞减数分裂过程中 ,四
分体是四分同裂的.如果没有发生变异 ,那么正常
的花粉粒为 2 细胞型.黄瓜具倒生的胚珠 ,双珠
被 ,厚珠心.其珠孔由内珠被形成.胚珠发生孢原
分裂形成周缘细胞与造胞细胞 ,随着珠心表皮的
分裂和再分裂形成多层周缘层 ,狭长的珠心喙在
珠孔中延伸.造胞细胞发育为大孢子母细胞 ,大孢
子母细胞发生减数分裂 ,线形四分体合点端的大
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2007年第 4期 牡丹江师范学院学报(自然科学版) No.4 , 2007
(总第 60期) J ou rnal of Mudanjian g Normal University Total No 60