不同抑菌剂在植物离体培养中的应用
摘要:石蒜为多年生草本植物,具有地下鳞茎,是一种集观赏性和药用性为一体的植物,具有极高的开发和利用潜力。目前对石蒜的繁殖方法的研究主要集中于扦插繁殖和组织培养,然而以石蒜的鳞茎作为外植体进行组织培养的过程中,因外部环境微生物和内生菌的存在,使得外植体在组织培养过程中发生褐化、污染,进而降低外植体的存活率。现对抑菌剂在组织培养过程中产生的影响进行综述,以期加快石蒜组织培养的研究进程,为石蒜属植物资源利用方面的知识填补了一部分空白。
关键词:石蒜;组织培养;抑菌剂;研究综述
石蒜属植物的自然结实率和繁殖率均较低,主要以自然分球进行繁殖,繁殖系数仅为1~2,子球从形成到开花需2~3年,因其无法在短时间内进行大量快速繁殖,因而石蒜属植物一直未能得到产业化应用。因此,石蒜属植物如何快速大量繁殖成为了其研究的难点和热点。目前,有关石蒜属植物的繁殖方式、生物特性、引种栽培、园林景观应用等,已有一些研究和报道,其中,对其繁殖方法的研究目前主要集中在扦插繁殖和组织培养上。石蒜属植物扦插紧殖技术虽然简单,但仍存在一些技术关键需要明确。例如,未明确扦插繁殖种球腐烂的根本原因以及较高效的防治方法,在植物激素处理方面的研究不够深人,石蒜属植物研究的种类较为单一,未深入研究不同种类的石蒜属植物扦插繁殖差异的机理等。而最初对石蒜属植物的组织培养进行报道的是日本学者Koyama,我国在1986年首次报道了石蒜属植物的组织培养研究技术。且关于石蒜的组织培养的研究主要集中在外植体的选择与处理、不同激素及浓度配比对小鳞茎扩增繁殖的影响等方面。而关于在石蒜组织在培养基中添加抑菌剂鲜有研究,在其他植物类别的组织培养中抑菌剂的使用较为常用,故开展不同抑菌剂对石蒜鳞片离体培养抑菌效果的实验探究。
组织培养中的微生物污染
组织培养中的污染来源主要来自于两个方面,一是植物体本身带菌,在石蒜组培的前期操作过程中,用洗涤剂浸泡洗刷鳞茎, 再用70%~75%酒精浸泡鳞茎30~60 s, 流水冲洗后再用升汞灭菌,这些处理都是为了杀死植物体本身所带菌体,但是材料内部的内生菌不能被一般的表面消毒方法所清除,所以会随着材料带入培养过程,造成内生菌污染。所谓的植物内生菌是指生活于健康植物组织和器官内部的真菌、细菌或放线菌,其与宿主植物形成相互促进或抑制的关系,进而影响着植物生长发育,在植物组织培养中,大部分内生菌污染均可导致植株枯萎死亡,降低成苗率。有研究表明培养基中添加适宜浓度的抑菌剂可减少植物组织培养中内生菌的生长,降低污染系数,提高组培效率,还有一个方面会造成组培的污染是在进行组织培养的过程中由于操作失误或不严谨由外界引入微生物。在组培过程中, 无菌操作不规范, 培养基、超净工作台、接种室消毒不彻底都会引起组培苗污染带菌的问题, 甚至会严重影响工作进度和生产效率, 致使生产和科研试验失败, 造成严重的经济损失。
预防染菌
选择合适的外植体
正确选择外植体是组培取得成功的前提,一般一年生或者二年生的草本植物比多年生的木本植物带菌少;幼嫩的材料比老的材料带菌少;温室培养的植物比田间生长的植物带菌少;不带泥土的材料比带土的材料带菌少。避免在阴雨天采集外植体,强烈阳光可灭杀一些真菌和细菌。对于大多数植物来说,茎尖组织生长速度快、遗传性状稳定,病毒感染率低,所以茎尖组织是培育无毒苗的最佳外植体。但是茎尖数量较少,因此生产中植物中.上部的茎段组织也是较好的外植体。不同植物由于本身不同部位的生长特性不同,宜采集容易消毒和灭菌的部位,以降低污染带菌率。
外植体消毒
外植体可能带有外生菌和内生菌,必须经彻底消毒才能接种。外生菌可用表面消毒的方法灭菌,一般情况采用的消毒法:用75%酒精浸泡几秒至1min后,再迅速浸入0.1%升汞溶液中5~10min。一些 难消毒的外植体要采用特殊的措施,如表面带有较多绒毛的外植体可用真空减压消毒,真空减压抽走绒毛下的空气,让消毒液更容易浸入,以增强灭菌效果。使用混合的消毒液或多次消毒的方法,也可增强灭菌效果。对于内生细菌,表面消毒无法灭菌,可采用分生组织培养或反复茎尖培养的方法来脱除,也可在培养基中添加抗菌素、降低pH值等方法来预防和控制内生菌的污染。
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