芍药属植物组织培养中褐化问题的研究进展一

  1946年SternFC提出将芍药属分为三个组，即牡丹组、芍药组、北美芍药组。近年来的研究多集中在牡丹组上，对于芍药组的研究发展相对滞后，由于该组植物的组织培养比较困难，存在着褐化、菌类污染等基础难题，因此，一直以来较难取得大量的组织培养成苗。而褐化问题的研究也多集中在牡丹组，芍药组未见有进行过系统研究的报道。

    芍药属牡丹组植物为灌木至亚灌木，共9种，全部原产中国，分布于中国中部、西南部至西北部。芍药组植物为多年生草本，约有24种，主要分布在欧亚大陆温带地区，中国分布有9个种6个变种。
    1、组培中褐化问题的概述
    1.1褐化现象
    褐化是指外植体在诱导脱分化或再分化过程中，自身组织从表面向培养基释放褐色物质，以至培养基逐渐变成褐色，外植体也随之进一步变褐而死亡的现象。 
    1.2褐化机理
    褐化包括酶促褐化和非酶促褐化，目前认为主要是由酶促引起的。酶促褐化必须具有酶、底物和氧三个条件。引起褐化的酶有多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD)等，但最主要是PPO。褐化的发生是由于组织中多酚氧化酶被激活，酚类化合物被氧化形成褐色的醒类物质。引起褐化的酶的底物主要是酚类化合物。在正常发育的植物组织中，底物、氧、PPO同时存在并不发生褐化，这是因为在正常组织细胞内多酚类物质分布在液泡，而底物则分布在各种质体或细胞质中，这种区域性分布使底物与多酚类物质不能接触，而当细胞膜的结构发生变化和破坏时，则为酶创造了与底物接触的条件，在氧存在的情况下使酚类物质氧化成醒，再进行一系列的脱水、聚合反应，最后形成黑褐色物质，从而引起褐化。
    1.3影响褐化的因素
    影响褐化的因子是复杂的，随植物的种类、基因型、外植体部位及生理状态、培养方式等的不同，褐化程度也有所不同。
    1.4防止褐化的措施
    从理论上讲，酶促褐化可以通过三种方法加以抑制：一是除去引起氧化的物质氧；二是捕捉或减少聚合反应的中间物；三是抑制有关的酶。以下几点措施可以防止褐化，提高组培成功率：(1）在适当的时间取材，选择幼年植株取材；在植株的一定部位取材，使材料中的酚类物质含量较低，有助于减少褐化。（2）母株和外植体的预处理：对植物母株进行遮光处理、低温预处理一段时间、切割外植体时在抗氧化剂或吸附剂中进行，或用这些药剂保存切下来的组织也可达到目的等。(3）选择适宜的培养基和培养条件。（4）添加抗褐化剂与吸附剂防止褐化。（5）外植体的连续转移：将外植体很快转移到新鲜的培养基上2一3次，在某些情况下可以缓解褐化，这段时间内外植体的伤口愈合，外渗停止。