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几种防褐剂对马铃薯愈伤组织培养褐化现象的抑制效应doc

发布时间:2019-09-19 23:43 浏览次数:

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  几种防褐剂对马铃薯愈伤组织培养褐化现象的抑制效应几种防褐剂对马铃薯愈伤组织培养褐化现象的抑制效应安徽农业科学,JournalofAnhuiAgnSci,():责任编辑姜丽责任校对王业政几种防褐剂对马铃薯愈伤组织培养褐化现象的抑制效应龚晓洁(兰州大学生命科学学院,甘肃兰州)摘要目的在马铃薯的组织培养过程中存在着严重的外植体褐化现象外植体表面的酚类物质容易氧化而生成褐色醌类,严重影响愈伤组织的诱导过程,适当控制培养务件可抑制褐化方法选取硫代硫酸钠(NaS,),活性炭,维生素c,柠檬酸,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)种抗褐剂进行防褐化效果的研究每种抗褐剂都取不同的浓度进行平行试验培养基为Ms琼脂蔗糖m#LNAAmgL,D,于cc下暗培养,每周转瓶次最后,统计褐化率,比较不同抗褐剂的作用效果结果各种抗褐剂对马铃薯的生长均有一定的抗褐效果,其中,OgL的硫代硫酸钠和mgL柠檬酸的防褐效果最好,可以将褐化率降低到以下结论对生长的外植体添加一定的防褐剂有助于抑制组织培养中外植体的褐化现象关键词组织培养褐化现象防褐剂马铃薯块茎中图分类号$文献标识码A文章编号()一OInhibitionEffectofSeveralAntioxidantsonBrowningofthePotatOCallusCultureGNGXiaojie(SchoolofLifeScience,LanzhouUniversity,Lanzhou,Gansu)Abstract『biectiveThereisabadlyexplantbrowningduringtheprocessofpotatotissuecultureExplantsarecoveredwithphenolthatcanbeoxidizedveryeasilyandthenconveaedintobrownchinone,whichseriouslyinfluencestheinductionprocedureofcallusHowever,browningcanbeinhibitedbycontrollingcultureconditionsappropriatelyMethodantioxidants(NaSO,activatedcarbon,Vc,citricacidandPVP)wereselectedtostudytheireffectsonbrowningcontroDifferentconcentrationsofeachantioxidantwereusedtocarryouttheparMleltestThemediumcontainedMSagarsucrosemgLNAAmgI,一DandwasculturedwithouthtatoCFinally,browningrateswerecountedandeffectsofdifierentantioxidantswerecomparedResult】Aofthesesubstancescouldinhibitbrowning,whilegLNa,S,OandmgLcitileacidrepressedbrow▲=○▼ningmosteffectively,andthebrowningratiocanbereducedbelow『ConclusionAddingsomecomponentstotissueculturecanbeusefultoinhibitbrowningKeywordsTissuecultureBrowningAntioxidantPotatoexplant马铃薯(Solanumtuberosum)又名土豆,洋芋其块茎可供食用,是重要的粮食,蔬菜兼用作物,因其营养丰富有”地下苹果”之称马铃薯产业的前景十分广阔,而且我国大力发展这一产业的比较优势尤为明显,但中国的单产水平与世界平均水平差距较大主要的问题是马铃薯是以块茎繁殖为主的作物,在生长期易被病毒侵染造成病毒性退化,且常受晚疫病,软腐病等多种病害威胁,使本属于高产作物的马铃薯常常不能高产稳产,所以种植脱除病毒的马铃薯是很必要的j中国大部分种植马铃薯的地区至今还没有种上脱毒马铃薯其中,马铃薯组培过程中存在的褐化现象也是一项难以克服的技术问题,日常生活中由于褐化而带来的不便时有发生,严重影响了果实的商品质量和经济价值有多种因素导致马铃薯组织的褐化发生,其根本原因是组织块含有酚类物质,酚类的糖苷化合物是木质素,单宁和色素合成的前提因此,当酚类化合物含量高时,在合适的pH值,温度等条件下,酚氧化酶,酚类和氧气发生氧化反应,形成木质素,单宁和色素等有毒的醌类化合物,切口表面迅速变成褐色或棕色这些醌类化合物扩散到培养基中,可以抑制其他酶的活性,毒害整个外植体,同时污染培养基,阻遏组织培养的进程而在培养基中加入抗氧化剂(防褐剂)可以有效减轻褐化为此,笔者研究不同种类的抗氧化剂或吸附剂对马铃薯愈伤组织培养褐化的抑制效应,旨在为抑制马铃薯组织培养过程中的褐化现象提供参考材料与方法材料试验于春夏两季在兰州大学生命科学学院基地实验室进行供试品种为当年生马铃薯LK龙薯基金项目作者简介收稿日期兰州大学基础科学人才培养基金实验项目龚晓洁(一),女,湖北黄冈人,硕士研究生,研究方向植物分子生物学O三号方法年月Et取成熟马铃薯块茎,用洗衣粉洗净表面脏垢,蒸馏水冲洗干净,于冰箱放置h于当Et配制马铃薯块茎愈伤组织诱导培养基ml,培养基为:MS琼脂蔗糖mgLNAAmgL,一D,培养基pH值为,每Oml为组,加入种浓度的防褐剂,然后分装于个ml的培养瓶中,每种防褐剂选取个浓度进行试验共有硫代硫酸钠(NSO,),活性炭,维生素c,柠檬酸,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)种抗褐剂,因此共分装瓶所有盛有培养基的锥形瓶均于高温蒸汽灭菌min接种所用的镊子,手术刀等都在同样条件下灭菌,冷却取出搁置于超净工作台,紫外灯照射min日接种,取低温保存的马铃薯块茎,经乙醇消毒,S,升汞灭菌min,切成cm×lcm切块,未变色之前置于装有培养基的锥形瓶中,每瓶个设置对照组瓶,对照组不添加任何防褐剂,同样每瓶个外植体包扎瓶口置于无光照培养箱中d后记录试验结果,此后每隔d记录次,周后转瓶转瓶次,第周结束,观察试验结果次重复,每种方式处理的外植体数目为个,褐化率()=褐化个数×结果与分析对照组马铃薯愈伤组织褐化率d后出现褐变反应,并且d就已经有多数絮状物沉积,褐化现象很严重,多数外植体表面都覆盖了一层黑褐色物质,培养基也有轻微变色随着培养时间的推移,生长逐渐缓慢,大约d后就有外植体褐变加重且趋于死亡其褐化率见表不同浓度硫代硫酸钠对马铃薯愈伤组织褐化率的影响d后有少许外植体表面出现浅色褐化物质,d后部分外植体变黑,有絮状物积累,生长开始迟缓其褐化率见表卷期龚晓洁几种防褐剂对马铃薯愈伤组织培养褐化现象的抑制效应表对照组马铃薯愈伤组织褐化率TableBrowningrateofCK表硫代硫酸钠对马铃薯愈伤组织褐化率的影响TaMeBrowingeffectsofNaSOtopotatocallus由表可知,gL硫代硫酸钠的抗褐效果最好,L次之,gL最差总体上,硫代硫酸钠的防褐效果很明显不同浓度活性炭对马铃薯愈伤组织褐化率的影响褐变反应d开始出现,d开始有絮状物沉淀以后外植体周围培养基颜色变深,生长缓慢,但由于活性炭的吸附作用,外植体上并无醌类积累其褐化率见表由表可知,不同浓度活性炭的抗褐作用效果依次是:mgLmLmgL个浓度活性炭的防褐作用都比较显着,说明活性炭有极强的抗褐能力,这可能与活性炭具有吸附醌类物质的作用有关表活性炭对马铃薯愈伤组织褐化率的影响TableBrowningeffectsofactivitycarbontopotatocallus不同浓度维生素C对愈伤组织褐化率的影响d开始褐变,d后有大部分外植体褐化严重袁面多数呈黑色,生长停止,已有部分严重褐化的外植体溃烂死亡其褐化率见表由表可知,gL维生素c的抗褐作用最明显,gL的褐化率一致,但并不能说此种浓度的维生素C作用效果完全相同由于试验的随机性,,gL维生素C此次得到的结果是一致的表维生素c对马铃薯愈伤组织褐化率的影响,TableBrowningeffectsofvitaminCtopotatocallus不同浓度柠檬酸对愈伤组织褐化率的影响d开始出现褐化,转瓶后d再次出现黑色物质积累之后,外植体表面有明显褐色物质黏附,但是有缓慢生长,较严重的一组培养基浑浊其褐化率见表由表可知,mgL柠檬酸的褐化率为,抗褐效果明显,mgL柠檬酸的作用也很明显,mgL柠檬酸的抗褐能力最弱mgL左右为柠檬酸的最佳抗褐浓度表柠檬酸对马铃薯愈伤组织褐化率的影响TableBrowningeffectsofcitricaddtopotatocallus不同浓度PVP对愈伤组织褐化率的影响d开始出现褐化,d时已经有很多絮状物出现,培养基颜色变暗,外植体多数已经停止生长并且溃烂,还有少量死亡其褐化率见表由表可知,不同浓度PVP的防褐能力的强弱依次为:LLgL除了gL浓度组外,其余组抗褐效果均较差,而且随着浓度的升高,抗褐效果越差PVP的最适抑褐浓度应在gL左右表PVP对马铃薯愈伤组织褐化率的影响TableBrowningeffectsofPVPtopotatocallus结论与讨论结论综上可知,添加防褐剂后,马铃薯外植体愈伤组织诱导分化褐变现象都有不同程度的减弱,较对照组的褐化率有明显下降,出现褐化的时间也有所延长其中,gL硫代硫酸钠和mgL柠檬酸的防褐效果最好,其次为L维生素c,m#L活性炭大量试验表明,在马铃薯块茎组织培养中,当年生材料较好,可能是因为当年生马铃薯酚类物质或其前提物积累较少,并且杂菌较少容易灭菌取芽点周围组织成活率较高,其原因可能是芽点周围细胞分生能力旺盛,分裂和分化能力强,有利于试验的顺利进行升汞和酒精灭菌的时间也应该合理控制,保证灭菌充分又不会损伤外植体同时,改变环境条件进行试验,筛选的最适培养基为MSO琼脂蔗糖m#LNAAm#L,D因为培养基的盐度和糖含量低时有利于抑制褐化,所以笔者将培养基浓度减半,琼脂和蔗糖的含量都取得比较低,培养基呈液体或半固体状态以降低培养基的黏连度,利于酚类物质的分散,减少外植体周围的褐色物质积累在试验中,,d更换培养基,也能达到这个目的同时,将最适的温度控制在左右,无光照或者弱光培养这些条件可以抑制酚类的合成,分泌和氧化,有利于保证试验组其他条件的优化并统一,突出抗褐剂的作用讨论植物组织褐变现象是普遍存在的,且往往是多种因素综合作用造成的,给试验人员造成很大的困扰如内因有接种材料的生理状态,品种,培植条件,营养状况,取材时间及外植体大小外因则有培养基的浓度,盐度,糖度和激素的含量,温度,光照,通气状况等在马铃薯组织培养安徽农业科学生中,经常会发生愈伤组织的坏死现象,使组织培养不能顺利进行主要有大原因,即细菌污染,褐化现象和玻璃化现象,其中褐化是最难控制的试验时通常对某些因素加以限制,以寻找其主导因子,如控制其他条件不变并保持在最佳状态,只改变培养基的激素含量和种类,就可以研究激素对组织培养褐化的影响研究其他因子也可以采取这种方法,这也是科学研究工作人员常用的方法()防褐剂种类对褐化的抑制效应该研究结果表明,gL硫代硫酸钠,mgL柠檬酸的防褐效果最好其次为gL维生素C,mgL活性炭所选用的防褐剂都是常用的抗氧化能力很强的物质,它们对马铃薯的褐化抑制都有不同程度的作用,而且存在显着差异这与防褐剂本身的理化性质有关,同时也受控于外植体材料种类和培养基的类型防褐剂可能阻遏外植体切口处酚类物质的合成,分泌及氧化,而保持组织块的生物活性在该试验中,合适的培养基为MS琼脂蔗糖mgLNAAmgL,一D,最适培养条件qC暗培养而田爱梅等研究指出:mgL维生素c效果最好,改良的DKW为基本培养基张卫芳等的研究则是以薄皮核桃茎尖为材料,接种于MSgL活性炭的培养基,冰箱黑暗培养后再转接于DKWBAmgLIAAmgLmgL硫代硫酸钠的培养基中,室内光照,d转瓶次,结果有效抑制了褐化可见,对于不同的材料,应该采取不同的条件,针对外植体状况进行试验()转瓶对褐化的抑制效应在试验过程中,随着培养时间的延长,醌类物质积累,及时更换新鲜的培养基可以减(上接第页)舆论导向,以科学的态度对待农业生物安全问题,积极引导我国转基因植物产业化快速和健康的发展随着各种转基因生物及其产品进入大规模商业化应用阶段,转基因植物产业化对人类健康和生态环境可能造成的影响越来越受到人们的关注相信不久的未来,中国转基因植物的产业化发展旺盛时期定将到来参考文献曲岷,宋健,白吉刚,等植物转基因及其在农业中的应用J海洋湖沼i酣艮():许新萍,卫剑文,范云六,等用基因枪法转化籼稻胚性组织获得可育的转基因植株J植物学报,,():王国英,杜天兵,张宏,等用基因枪法将Bt毒蛋白基因转入玉米及转基因植物再生J中国科学(B辑),,():马贵民,徐光民生物技术导论M北京:中国环境科学出版社,孙晖,张丽萍现代生物学进展M长春:吉林大学出版社,:何光源植物基因工程M北京:清华大学出版社,刘巧泉,姚泉洪,王红梅,等转基因水稻胚乳中表达铁结合蛋白提高稻米含量J遗传学报,,():宋艳茹,彭学贤转PVY外壳蛋白基因马铃薯及其田间试验J植物学报,,():l一阎新甫转基因植物M北京:科学出版社,ARAKAWAT,CHONGDK,LANGRIDGEWHEfficacyofafoodplantbasedoralcholeratoxinBsubunitvaccineJNatBioteehnol,,():MASONHs,HAQTA,CLEMENTSJD,etaEdiblevaccineprotectsmiceagainstEsck庇coliheatlahileentemtoxin(LT):potatoesex少褐色物质的含量,但转瓶时间过短则不利于愈伤组织的诱导分化,一般控制在,d此时,既可及时清除积累的醌类,防止外植体因有毒物质的沉积而生长滞慢,又不会影响外植体的正常生长由于温度,光照及转瓶周期等都对试验有影响,所以开始时将马铃薯置于低温保存,使其多酚氧化酶活性降到最低,同时培养时置于黑暗低温中也是这个目的,使一些受光诱导的多酚氧化酶处于失活状态培养基越稀,越有利于醌类的扩散,所以应减少糖,盐和凝固剂的含量外植体的大小也是一个重要的因素,外植体越大,相对创伤面积就越小,褐类物质的分布密度就越小试验时还要考虑污染的影响,活性炭对污染物质有较强的吸附性,所以污染很小参考文献张乃国,杨贵华,李春梅,等脱毒甘薯,马铃薯的繁育及高产栽培技术J中国农村科技,o():周俊辉,周家,曾浩森,等园艺植物组织培养中的褐化现象及抗褐化研究进展J园艺学报,O,(S):张淑红,王蒂,王清影响马铃薯叶肉原生质体褐化的因素及AgNO对其褐化和分裂的作用J中国马铃薯,OO,():何松林,陈笑蕾,陈莉,等牡丹叶柄离体培养中褐化防止的初步研究J河南科学,,():o缪耀梅,李开彪,叶天谋组织培养过程中污染和褐化的防治J韶关学院学报,,():刘兰英”薄壳香”核桃组培中的褐化及防止措施研究J园艺学报,O,():马均,马明东,周字爝曼地亚红豆杉愈伤组织诱导试验J林业科学,,():田爱梅,王国强实生核桃茎段的组织培养及影响因子的研究J三峡大学学报:自然科学版,oo():张卫芳,高疆生,欧勇慧,等抑制核桃组培中的褐化现象初探J落叶果树,():“一一一卜一一一一卜””十一”卜一*一卜卜”一pressingasyntheticLTBgeneJVaccine,,():IlBmrrrwJVaccinesagainsthumancytomegalovirus:timetotestlJTrendsMicrobiol,,():GOMEZN,CARRILLOC,SAUNASJ,etaExpressionofimmunogenicglycoproteinSpolypeptidesfromtrmmmissiblegastroentefitiscoronavirusintransgenieplantsJVirology,,():MASONHS,BAJM,SHIJJ,etaExpressionofNorwalkviruscapsidproteinintransgenictobaccoandpotatoanditsoralimmunogenicityinmicelJPmcNatlAcadSciUSA,,():杨支才,周倩明转基因水稻研究进展J湖南农业大学学报:自然科学版,,():殷丽君,孔瑾转基因食品M北京:化学工业出版社,OO徐琼芳,田芳,陈孝,等转基因抗虫小麦中sgna基因的遗传分析及抗虫h生鉴定J作物学报,OO,():岑沛霖生物工程导论M北京:化学工业出版社,:秉冒扬,楼士林生物技术概论M北京:科学出版社,:O杨阳,吴兴安,胡刚,等转基因工程植物抗体的研究与进展J国外医学:临床生物化学与检验学分册,,():{IMAJK,HIArrA,HEINMetaGenerationandassemblyofsecretaryantibodiesinplantslJScience,,():BOUQUINT,THOMSENM,NIELSENLK,etaHumanantirhesusDIgGlantibodyproducedintransgenicplantsJTransgenicRes,OO,():YANGXD,GUODQ,BAOSJ,etaResistanceanalysisofthebinaryinsectresistanttransgenJAgnculturalScienceTechnology,O,(,:李文桂,陈雅棠细菌转基因植物疫苗研究进展J中国人兽共患病学报,,():

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