不同活性炭浓度对辣椒花药培养的影响

张 芳

在植物花药培养过程中会产生有毒物质，进而降低胚状体的发生频率，改变胚的形态，产生畸形胚。据1983年Lars Johnson的研究，活性炭可有效地吸收抑制胚状体形成的ABA，且对胚状体的发生具有积极作用，但同时也吸收有益物质 NAA、KT、6-BA、Fe-EDTA。 还有报道(姚洪军等，1999)指出琼脂中的杂质也可以被活性炭吸收。在辣椒花药培养中，1981年王玉英等在辣椒的花药培养中，比较了培养基中活性炭的有无对胚状体诱导率的影响，结果表明甜椒在附加有活性炭(0.5%)的培养基上，诱导率明显提高。1983年李春玲等的花药培养试验又得出同样的结果，并且发现在不加活性炭的培养基上花药体细胞形成大量的愈伤组织，这些愈伤组织的生长会分散对花粉的养分供应，此外，所形成的胚状体会被迅速生长的愈伤组织所包围而不能正常分化，而在培养基中加入活性炭可抑制体细胞愈伤组织的产生，从而提高了胚状体的诱导率。同时由于活性炭抑制愈伤组织的产生，而愈伤组织可以产生大量的根，活性炭也就相应的抑制了根的产生。

为了进一步研究活性炭对于辣椒花药培养中的作用，使辣椒花药培养体系进一步优化，本研究通过比较两种不同辣椒品种在相同培养基中不同活性炭浓度对辣椒花药培养出胚率以及褐化情况的影响，以研究不同活性炭浓度对供试辣椒品种花药培养的影响。

1 材料和方法

1.1 实验材料 以杂交品种ZF-09海丰29号，ZF-10海丰30号为试材。

1.2 实验方法

1）取材与消毒。选取无病虫害、发育时期适宜的辣椒花蕾。取材时间为上午7:00—9:00。花蕾在4℃条件下预处理24小时，后放入三角瓶，用流水冲洗1小时以上，在超净工作台上用70%乙醇浸30 s，无菌水冲洗3遍，于0.1%升汞浸泡10分钟，无菌水冲洗4遍，接于培养皿中，每皿接12个花药。

2）花药培养。使用Cp培养基，于35℃（恒温培养箱中）条件下暗培养8天；然后转入25℃下，12小时光周期培养20天；再转入R1培养基于25℃条件下，12小时光周期培养，2周后开始观察出胚情况。

1.3 实验设计 以CP+蔗糖1%+麦芽糖2%为基本培养基，在基本培养基中添加不同浓度活性炭，设置4个处理：①CK，不加活性碳；②活性碳浓度为0.1%；③活性碳浓度为0.5%；④活性炭浓度为1%(每处理20皿，每皿接种12个花药，重复3次，50天后开始统计出胚率和褐化情况)。

1.4 统计方法 出胚率=（出胚数/接种花药数）×100%，褐化率=（褐化花药数/总花药数）×100%。采用DPS软件进行单因素实验统计分析，对一些影响花药培养的活性炭因素采用新复极差法进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 活性炭浓度对供试材料ZF-9、ZF-10花药培养出胚率的影响

由表1-1可以看出，供试材料ZF-9在各处理组间的出胚率表现为极显著差异。活性炭浓度为0.1%时，花药培养出胚率为最高，比CK增加了2.34%，与CK的差异达到极显著水平；而加入0.5%活性炭，出胚率为53.76%，比CK降低了8%；活性炭浓度1%处理组，出胚率仅为51.11%，比CK低10.65%。由此可以看出，当活性炭浓度为0.1%时，有利于提高该基因型花药培养的出胚率，但高于此浓度的活性炭将会降低出胚率，并且随着活性炭浓度的增加出胚率逐渐降低。

对于供试材料ZF-10，添加不同浓度活性炭，并未增加其花药培养的出胚率，反而使之降低。对照组的出胚率高达81.82%，而添加0.1%、0.5%、1%浓度活性炭处理组出胚率却分别降至43.75%、26.32%、52.76%，均与CK表现为极显著差异。由此可见，供试材料ZF-10并不适宜添加这三种浓度活性炭，同时又可以看到添加活性炭对胚状体的诱导与供试材料有关。

表1 活性炭浓度对供试材料ZF-9、ZF-10花药培养胚状体发生的影响

2.2 活性炭浓度对供试材料ZF-9、ZF-10花药 培养褐化情况的影响

表2活性炭浓度对供试材料ZF-9、ZF-10花药培养褐化情况的影响

由表2可以看出，添加活性炭对供试材料ZF-9的褐化情况有不同程度的减轻并且表现为极显著差异，在未添加活性炭的对照组CK中，花药褐化严重，褐化率达64.7%，而添加了不同浓度的活性炭处理组的褐化情况都相应有所缓解；添加0.1%活性炭对于抑制褐化效果最好，褐化率仅为23.08%，比CK降低了41.62%；其次为活性炭浓度1%，最后为浓度0.5%处理组。由此可见，添加一定浓度活性炭可以有效减轻花药褐化程度，且当活性炭浓度为0.1%左右时减轻褐化效果最好。

添加不同浓度活性炭对供试材料ZF-10的褐化情况也有不同程度的减轻，并且表现极显著差异，在未添加活性炭的对照组CK中，褐化率达95.45%；添加0.5%活性炭对于抑制褐化效果最好，褐化率降至71.05%，比CK降低了24.4%；其次为活性炭浓度0.1%；最后为浓度1%处理组。由此可见，添加一定浓度活性炭可以有效减轻花药褐化程度，且在活性炭浓度为0.5%时效果最好，浓度过高或过低对于褐化程度减轻的效果均平平。

3 讨论

活性炭在组织培养中的作用主要是通过吸附培养基中的某些物质来影响外植体的生长发育，这些物质包括培养基中的某些成分如激素(Constantin 等，1977；Fridborg 等，1975)、 维生素(Johansson 等，1990)、铁盐(Johansson 等，1990)、琼脂中的不纯抑制物(罗士韦等，1988)等和外植体在生长过程中释放到培养基中的分泌物如酚类物质(王敬驹等，1983)等。这些物质中有些是外植体生长所必需的，如铁盐；有些则会严重影响外植体的生长，如酚类物质等。本研究结果表明，添加不同浓度活性炭，供试材料ZF-9、ZF-10两基因型之间的出胚率以及褐化情况均存在一定的差异，当活性炭浓度为0.1%时，有利于提高基因型ZF-9花药培养的出胚率，并且该浓度可以有效减轻花药褐化情况，但高于此浓度的活性炭将会降低出胚率，但是对于褐化情

况的缓解仍旧有很大的作用；而供试基因型ZF-10添加活性炭会降低出胚率，但花药褐化程度可以有效减轻，在活性炭浓度为0.5%时效果最好，浓度过高或过低对于褐化程度减轻的效果均平平。由此可见，添加活性炭对出胚率的诱导、及褐化情况的影响既与材料有关，还与活性炭本身浓度有关，不能简单地认为活性炭对花药培养有利还是有害（李春玲和蒋钟仁，1983）。

由于活性炭吸附的双重性，再加上不同物种，同一种类的不同基因型产生的有毒代谢物量上的差异，因此在添加活性炭时，一定要考虑到不同物种、不同基因型的外植体在产生有毒代谢物方面存在的差异，认真研究其最适使用浓度及最佳使用时间等一系列问题，以便最大限度地发挥其正面促进作用，而尽量降低其对花药培养的负面效应。

（参考文献略）