全 文 ：广西农业科学 2010，41（12）：
Guangxi Agricultural Sciences
收稿日期：2010－10－22
基金项目：广西农业科学院科技发展基金项目（200901）
作者简介：庾韦花（1977－），女，广西永福人，硕士，助理研究员，主要从事生物技术育种研究工作。
牛尾菜（Smilax riparia A． DC）别名白须公、牛
尾蕨、草菝葜，为百合科（Liliaceae）菝葜属（Smilax）
多年生草质藤本植物 ［1］。 药用部位主要为根及根
茎，具有舒筋通络、补气活血、祛痰止咳等功效，对
风湿性关节炎、气虚浮肿、偏瘫及骨结核等病症有
明显的治疗效果；幼嫩茎叶是一种无污染野菜，其口
感好、营养丰富，同时也是值得进一步筛选的抗癌
植物种类［2］。 目前，国内外对牛尾菜的研究主要集
中在营养成分、生物学特性和有效成分等方面［3～8］，
但对其组织培养过程中外植体褐变的控制研究未
牛尾菜组织培养中外植体褐变现象控制研究
庾韦花，蒙 平，张向军，潘颖南，陈少珍，黄素梅，唐 军
（广西农业科学院生物技术研究所，南宁 530007）
摘要：以幼嫩叶片、顶芽及茎段为外植体，研究不同外植体、消毒时间、抗氧化剂预处理、褐化剂以及不同培养基
组合等对外植体褐变控制的效果。结果表明，嫩叶、顶芽及茎段的褐化率均随着0．1％升汞溶液消毒时间的延长而升
高，而诱导率和污染率不断降低，最佳外植体为顶芽，消毒时间为10 min，诱导率达70．0％。采用3种抗氧化剂预处理20
min，均可抑制顶芽褐化，强弱表现为PVP＞Vc＞Na2S2O3，Vc溶液可以加快侧芽的萌动及生长。3种抗褐化剂对茎段褐化
均有不同程度的抑制效果，以0．3％AC抗褐化效果最佳，茎段未发生褐化，侧芽生长最好。在不同激素配比培养基中，
随着6－BA和NAA浓度的提高，外植体发生褐化时间呈现提前的趋势，以MS＋6－BA 2．0 mg/L＋NAA 0．2 mg/L培养基中的
外植体诱导率最高，为63．4％。此外，相对于基本培养基MS、1/2MS，在低无机盐离子浓度WPM基本培养基中，外植体褐
化的时间有所推迟，可减缓外植体褐化程度。因此，适宜的外植体、消毒时间、抗氧化剂、抗褐化剂、激素组合配比和基
本培养基，可以有效控制牛尾菜的褐化，提高诱导率。
关键词：牛尾菜；外植体；褐化；控制
中图分类号：Q949.95 文献标识码：A 文章编号：1002－8161（2010）12－1262－04
Control of explant browing during the tissue culture of Smilax
riparia A.DC
YU Wei－hua，MENG Ping，ZHANG Xiang－jun，PAN Ying－nan，CHEN Shao－zhen，
HUANG Su－mei，TANG Jun
( Biotechnology Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007, China)
Abstract: The present experiment was conducted to study the effects of different explants, sterilization time, antioxi-
dant and anti-browning agents and culture media combinations on browning control of Smilax riparia A.DC explants. The
young leaf, apical bud and stem of Smilax riparia A.DC were used as explants. The results showed that the browning rate of
young leaf, apical bud and stem increased with the elongation of sterilization time in 0.1% mercury bichloride solution,
while the induction and contamination rate were decreased. The best explant was found to be the apical bud, which showed
70.0% induction rate when sterilized for 10 min. All the three antioxidative agents were found to inhibit the browning of
apical buds, when pretreated for 20 min, of which the effects of polyvinyl pyrrolidone (PVP) was the best, followed by vita-
mine C （Vc）and Na2S2O3, the Vc solution was also found to promote the germination and growth of axillary buds. Three an-
ti-browning agents showed varied effects on controlling the browning of stem, and the effects of 0.3% activated charcoal
(AC) were found to be the best due to complete control of browning and well growth of axillary buds. An early browning
was observed with increasing the concentrations of 6-BA and NAA in the media. However, the induction rate of explants
was found the highest (63.4%) in MS medium supplemented with 6-BA (2.0 mg/L) and NAA (0.2 mg/L). Compared with the ba-
sic and 1/2MS medium, the browning of explants in low salt woody plant medium (WPM) was lesser and found to be de-
layed. The present studies revealed that suitable explants, proper sterilization time, use of antioxidant and anti-browning a -
gents, and proper hormone combinations in basic medium could effectively control the browning of Smilax riparia A.DC ex-
plants and increase the induction rate.
Key words: Smilax riparia A.DC; explants; anti-browning; control; activated charcoal
1262-1265
见报道。 影响褐变发生的因素主要包括外植体部
位、消毒方式、预处理、培养基配方等，针对这些因
素，本研究通过采用多种方法对外植体褐化现象进
行控制研究，旨在降低褐化率或防止褐化出现，提
高组培成功率，也为其他植物抗褐化研究提供一定
参考。
1 材料与方法
1． 1 试验材料
供试材料为广西百色野生牛尾菜，种植于广西
农业科学院生物技术研究所资源圃。
1． 2 试验方法
1． 2． 1 取材 选择健壮无病害牛尾菜植株，取幼
嫩叶片、顶芽及以下1～3个节的茎段为外植体。
1． 2． 2 消毒 用洗衣粉将外植体洗净后，用自来
水冲洗10 min，凉干后置于超净工作台上进行消毒：
75％酒精浸泡10 s后用无菌水清洗2次，置于0．1％
升汞溶液中分别消毒7、10、12 min后，用无菌水清
洗3～4次，切段后接入培养基MS＋6－BA 2．0 mg ／ L＋NAA
0．2 mg ／ L进行诱导，观察外植体诱导情况。
1． 2． 3 不同抗氧化剂预处理对外植体褐化的影
响 把消毒前的顶芽外植体剪切后分别于1000．0
mg ／ L抗坏血酸（Vc）溶液、500．0 mg ／ L聚乙烯吡咯烷
酮（PVP）溶液、1000．0 mg ／ L Na2S2O3溶液中浸泡20
min，以无菌水为对照（CK），探讨对外植体诱导的
影响。
1． 2． 4 不同抗褐化剂、无机盐离子浓度和激素配
比对外植体诱导的影响 分别在MS＋6－BA 2．0
mg ／ L＋NAA 0．2 mg ／ L培养基中添加不同抗褐化剂：
1000．0 mg ／ L Vc、500．0 mg ／ L PVP、0．3％ AC，探讨
其对外植体诱导的影响。
分别以含不同无机盐离子浓度的MS、1 ／ 2MS和
WPM为基本培养基，添加6－BA 2．0 mg ／ L、NAA 0．2
mg ／L，探讨其对外植体诱导的影响：（1）MS＋6－BA 2．0
mg ／ L＋NAA 0．2 mg ／ L；（2）1 ／ 2MS＋6－BA 2．0 mg ／ L＋
NAA 0．2 mg ／ L；（3）WPM＋6－BA 2．0 mg ／ L＋NAA 0．2
mg ／ L。
分别在MS基本培养基中添加不同浓度6－BA、
NAA，探讨其对外植体诱导的效果：（1）MS＋6－BA 0．5
mg ／ L＋NAA 0．2 mg ／ L；（2）MS＋6－BA 2．0 mg ／ L＋NAA
0．2 mg ／ L；（3）MS＋6－BA 2．0 mg ／ L＋NAA 0．5 mg ／ L；
（4）MS＋6－BA 5．0 mg ／ L＋NAA 0．2 mg ／ L。
各培养基均添加0．4％琼脂、3．0％蔗糖。 培养条
件均为光照10 h ／ d，光强度2000 lx，培养温度（25＋
2）℃。
褐化率（％）＝（褐变外植体数 ／外植体总数）×100
诱导率（％）＝诱导侧芽或愈伤的外植体数 ／ （外
植体总数－污染外植体数）×100
污染率（％）＝污染外植体数 ／外植体总数×100
2 结果与分析
2． 1 不同外植体及不同消毒时间对牛尾菜外植体
的诱导效果
外植体的取材部位及消毒时间非常关键，是影
响褐变的重要因素。接种15 d后观察牛尾菜不同外
植体不同消毒时间处理的褐变结果。 从表1可以看
出，嫩叶、顶芽及茎段的褐化率均随着消毒时间的
延长而升高，而诱导率和污染率不断降低。 在相同
消毒时间处理中，不同外植体褐变率存在一定差
异，除了顶芽处理7 min的褐化率高于茎段外，其他
2个时间处理的外植体褐化率均表现为茎段＞顶
芽＞嫩叶。 在3个时间处理中，嫩叶外植体未能诱导
出不定芽或愈伤组织，顶芽诱导率高于茎段。此外，
相同消毒时间处理中，污染率最高的是嫩叶，其次
为茎段、顶芽。 对于顶芽，虽然7 min处理的诱导率
达到83．3％，但污染率高于10、12 min处理，10 min处
理的褐变率与7 min相似，其诱导率也可达70．0％。
因此，为了尽量减少外植体污染而保证一定诱导率
并抑制褐变，最佳外植体为顶芽，消毒时间为10 min。
外植体 Explant
褐变率（%）Browning rate 诱导率（%）Induction rate 污染率（%）Contamination rate
7 min 10 min 12 min 7 min 10 min 12 min 7 min 10 min 12 min
嫩叶 Young leaf 40.0 53.3 66.7 0 0 0 73.3 53.3 33.3
顶芽 Apical bud 77.8 80.0 88.2 83.3 70.0 45.5 53.8 23.1 15.4
茎段 Stem 75.0 87.5 100.0 66.7 50.0 38.5 62.5 25.0 18.7
表 1 不同外植体和不同消毒时间对牛尾菜外植体诱导的影响
Table 1 Effects of different explants and sterilization times on induction of Smilax riparia A．DC explants
2． 2 不同抗氧化剂预处理对牛尾菜外植体褐化的
影响
在消毒前，采用不同抗氧化剂溶液浸泡外植体
顶芽20 min后接入诱导培养基，20 d后观察结果。
由表2可知，3种抗氧化剂溶液均对外植体褐化有抑
制作用，强弱表现为PVP＞Vc＞Na2S2O3＞CK，但PVP和
庾韦花等：牛尾菜组织培养中外植体褐变现象控制研究 1263· ·
广 西 农 业 科 学
Na2S2O3溶液均对外植体侧芽的生长有一定的抑制
效果，侧芽生长速度变慢，而Vc溶液可以加快侧芽
的萌动及生长。
表 2 不同抗氧化剂预处理对牛尾菜外植体褐化的影响
Table 2 Effects of different antioxidative agents on Smilax
riparia A．DC explant browning
处理
Treatment
接种外植体（块）
Inoculated explants
褐变率(%)
Browning rate
诱导情况
Induction status
CK 19 78.9 侧芽在15 d后开始萌
动，生长速度中等
1000 mg/L Vc 19 63.2 侧芽在12 d后开始萌
动，生长速度较快
500 mg/L PVP 19 57.9 侧芽在14 d后开始萌
动，生长速度较慢
1000 mg/L
Na2S2O3
19 73.7 侧芽在15 d后开始萌
动，生长速度较慢
2． 3 不同抗褐化剂对牛尾菜外植体褐化的影响
分别在培养基中添加500.0 mg ／L PVP、1000.0
mg ／L Vc及0．3％ AC 3种抗褐化剂，结果表明，3种抗
褐化剂对茎段外植体褐化均有不同程度的抑制效
果，表现为AC＞Vc＞PVP＞CK。 接种10 d时观察结果
如图1，对照的外植体褐化物质开始扩散至材料周
围，添加PVP的外植体也出现褐化，褐化程度没有
对照严重，添加Vc和AC的外植体尚未出现褐化现
象。对于外植体侧芽生长，以AC处理的侧芽长得最
高，其次为Vc，对照与添加PVP的侧芽长得相对较
弱，这说明褐化明显抑制了侧芽的萌动与生长。 从
图2可知，对照在接种后10 d，褐化率达到75.0％，15 d
后外植体全部褐化；在添加PVP的培养基中，外植
体5～6 d开始出现褐化，10 d后达到62．5％，随着时
间的延长，褐化率越来越高，20 d后即达到100.0％；
添加Vc的培养基中，外植体10 d后才出现褐化现
象，30 d后褐化率达到41．6％，40 d后褐化率尚未
变化；而添加AC的培养基中，外植体40 d内未出现
褐化现象。 可见，添加0．3％ AC的培养基抗褐化效
果明显，可以防止褐化现象的发生。
图 1 不同抗褐化剂对外植体褐化及侧芽生长的影响
Fig.1 Effects of different anti-browning agents on browning of
explants and growth of axillary buds
图 2 不同抗褐化剂对外植体褐化的影响
Fig.2 Effects of different anti-browning agents on browning of
explants
2． 4 不同激素配比对牛尾菜外植体褐化的影响
采用不同激素配比对外植体进行诱导，结果表
明，4种不同浓度激素配比培养基对外植体褐变影
响差异不大，随着6－BA和NAA浓度的提高，外植体
发生褐化时间呈现提前的趋势，其中在MS＋6－BA 5．0
mg ／ L＋NAA 0．2 mg ／ L培养基中的褐化率明显高于
其他3种培养基；外植体接入4种培养基20 d后，褐
化率均为100.0％。 对于外植体诱导率，以MS＋6－BA
2．0 mg ／ L＋NAA 0．2 mg ／ L培养基中的最高，为63．4％。
因此，在选择合适激素配比培养基的同时，还需要
结合其他抑制褐化的措施，才能提高外植体诱导率。
2． 5 不同无机盐离子浓度对牛尾菜外植体褐化的
影响
培养基的无机盐离子浓度不同，其外植体的褐
化程度也不同。研究结果表明，3种基本培养基抑制
外植体褐化效果表现为WPM＞1 ／ 2MS＞MS，即MS基
本培养基最早发生褐化 ，4 d开始褐化 ，1 ／ 2MS次
之，WPM发生褐化最迟，8 d开始发生褐化。 因此，
WPM基本培养基对减缓褐化最为有效。
3 结论与讨论
本研究结果表明，以0．1％升汞溶液消毒10 min，
顶芽的褐化率较茎段低，诱导率达70．0％；采用3种
抗氧化剂预处理20 min，均可抑制顶芽褐化，强弱
表现为PVP＞Vc＞Na2S2O3； 培养基中添加AC抗外植
体褐化效果最佳，0．3％ AC可使茎段褐化得到完全
控制； 合适浓度的6－BA与NAA激素配比与低无机
盐离子浓度WPM基本培养基在一定程度上也可推
迟外植体褐化的发生，从而减轻褐化。
通过研究发现，在组织培养中，为减少或防止
牛尾菜外植体严重褐化，可采取如下措施：（1）选择

0
20
40
60
80
100
120
10 15 20 30 40

dObservation days




%

Br
o
w
n
in
g
ra
te
CK PVP Vc AC
观察时间（d） Observation day
1264· ·
庾韦花等：牛尾菜组织培养中外植体褐变现象控制研究
适当外植体与消毒方法。 许多研究结果表明，选择
幼嫩的外植体能有效减轻褐化［9，10］。顶芽与茎段、叶
片的再分化能力不同，顶芽比较细嫩，再分化频率
较其他两种外植体高，也容易消毒彻底。 无菌外植
体是植物组织培养成功的最基本前提和根本保
证 ［11］。 如果消毒时间较短，材料即使不褐化，也会
因细菌或霉菌污染而损失，反之，如消毒时间过长，
消毒剂对外植体的毒害加强，也会加剧褐变。因此，
在选择合适的顶芽外植体的同时，还应选择合适的
消毒时间， 在尽可能减少污染的情况下减少褐变。
在本研究中，外植体顶芽采用0．1％升汞消毒10 min
后接入诱导培养基，可降低褐化率，诱导率达70％。
（2）采用500．0 mg/L PVP溶液进行预处理。 许多实
践证明，对外植体进行预处理是控制其褐变的一种
行之有效的措施［12］。 在牛尾菜组织培养中，将顶芽
放入一定浓度的 PVP、Vc、Na2S2O3溶液中浸泡 20
min，可不同程度减轻外植体褐变，提高不定芽的诱
导效果。 其中，500 mg ／ L PVP抗褐化效果最佳，这
可能是外植体经过抗氧化剂溶液浸泡后，抗氧化剂
在一定程度上可有效阻止酚类物质氧化，从而明显
降低组织的褐变。 （3）在诱导培养基中添加适当AC
或Vc。 植物在组织培养过程中发生褐变，主要是因
组织中的多酚氧化酶被激活， 使细胞代谢发生变
化，酚类物质被氧化后产生棕褐色醌类物质，并逐
渐扩散到培养基中，抑制其他酶的活性，毒害培养
的材料［13］。 本研究结果表明，加入0．3％活性炭防止
外植体褐化效果明显，可能是因活性炭可完全吸附
醌类等有毒物质，从而防止外植体褐化。王立娅等［14］
发现，在蝴蝶兰组培过程中，活性炭能有效防止褐
化和促进生长，综合效果最佳。 此外，加入1000.0
mg ／L Vc可有效抑制外植体的褐化，可能是Vc给外
植体提供营养，增强免疫力，从而降低醌类物质的
毒害程度。 张智等［15］在银杏愈伤组织褐变研究中，
发现最佳抗氧化剂是Vc，其浓度为15 mg ／ L。 （4）其
他措施。 在牛尾菜的组织培养中 ，低无机盐浓度
WPM和1 ／ 2MS基本培养基及合适的激素配比对减
轻外植体褐化也有一定作用；每隔3～5 d转接1次，
连续转接7～10次。 在转接时尽量少切割外植体，也
能缓解外植体褐化。
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（责任编辑 韦莉萍）
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