植物組培苗的細(xì)菌與真菌污染



污染:在組織培養(yǎng)過程中,由于真菌、細(xì)菌等微生物的浸染,在培養(yǎng)容器內(nèi)滋生大量的菌斑,使培養(yǎng)材料不能正常生長(zhǎng)和發(fā)育的現(xiàn)象。在組織培養(yǎng)中污染是經(jīng)常發(fā)生的,造成污染的原因也很多,主要有:
1、培養(yǎng)基及各種使用器具消毒不徹底。
2、外植體滅菌時(shí)不徹底,有菌殘存在細(xì)胞中。
3、操作時(shí)人為因素帶入。
4、環(huán)境不清潔。
5、超凈工作區(qū)域污染。
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在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室中,污染的病原分為細(xì)菌和真菌兩大類。
細(xì)菌污染的主要特征是:在培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)基或外植體上出現(xiàn)黏液狀或水跡狀物,有時(shí)需要仔細(xì)辨認(rèn)才能看清。這種癥狀表明,所受的污染可能是細(xì)菌污染,在接種1~2d即可發(fā)現(xiàn)。
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細(xì)菌污染主要是由于培養(yǎng)基滅菌不夠徹底,材料帶菌或在接種操作時(shí)沒有對(duì)外植體進(jìn)行徹底滅菌所致。主要是工作人員使用了未經(jīng)充分滅菌的工具(鑷子、培養(yǎng)皿等)及呼吸時(shí)呼出的細(xì)菌所引起的。也可能是手接觸材料或器皿邊緣,使微生物落入材料或器皿,要求操作人員嚴(yán)格按照無菌操作程序操作。
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真菌污染的識(shí)別方法:接種后培養(yǎng)基或外植體表面出現(xiàn)白、黑、綠等色的塊狀真菌孢子,其蔓延速度較快,在接種3~10d后可發(fā)現(xiàn)。真菌污染比較容易通過空氣、培養(yǎng)容器、瓶口進(jìn)行污染,因此要加強(qiáng)對(duì)空氣的滅菌管理,在每次操作前,最好先用紫外線燈滅菌20~30min,再用75%的酒精對(duì)容器材料表面進(jìn)行噴霧滅菌。此外,外植體的褐變有時(shí)也是造成培養(yǎng)基或被培養(yǎng)物污染的原因之一。
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污染的預(yù)防措施
要定期對(duì)接種環(huán)境進(jìn)行熏蒸消毒,所有器具均需進(jìn)行高溫滅菌后才能使用。要定期對(duì)超凈工作臺(tái)的初過濾器進(jìn)行清洗和更換。在使用超凈臺(tái)前開啟通風(fēng)裝置并打開紫外燈滅菌20min,操作前用75%酒精擦拭整個(gè)操作臺(tái)面;接種前,工作人員必須徹底地洗手,并用70%酒精棉球擦拭雙手。在每次接一兩瓶材料后,最好再用酒精擦一下手指,接種用的鑷子和解剖刀或接種針也要經(jīng)常在酒精燈的火焰上燒灼滅菌(必須冷卻后才能用于接種材料)。材料接種好以后,將瓶口置于火焰上轉(zhuǎn)動(dòng),使瓶口各部分都燒到,目的是固定或殺死留在瓶口上的細(xì)菌及避免灰塵污染瓶口。建議不要在超凈工作臺(tái)里使用酒精燈等燈具,因?yàn)檫@樣熱的火焰會(huì)引起空氣對(duì)流而破壞超凈臺(tái)里本來規(guī)則的空氣層流,使本來存在于超凈臺(tái)底層的微粒被帶到上層,帶來更多的污染機(jī)會(huì)。
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在用莖尖作外植體時(shí),可在室內(nèi)或無菌條件下對(duì)枝條進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)。將枝條用水沖洗干凈后插入無糖的營(yíng)養(yǎng)液或自來水中,使其抽枝,然后以這種新抽的嫩枝條作為外植體,可大大減少材料的污染?;蛟跓o菌條件下對(duì)采自戶外的枝條進(jìn)行暗培養(yǎng).待抽出較長(zhǎng)的新生枝條時(shí)再采取枝條,也可明顯減少污染。此外,避免陰雨天在戶外采取外植體。在晴天采材料時(shí),下午采取的外植體要比早晨采的污染少,因材料經(jīng)過日曬后可殺死部分細(xì)菌或真菌。
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由于植物組織培養(yǎng)材料只能進(jìn)行表面滅菌,表面消毒并不能除掉所有的病菌,有些病菌可以侵入材料內(nèi)部,尤其是木本植物,材料內(nèi)部易感染病菌,因而必須在培養(yǎng)基中加入抗生素類藥品來有效控制這類污染。但應(yīng)注意抗生素對(duì)某些種類的植物生長(zhǎng)有抑制作用,至于植物該使用哪一類抗生素,用多大濃度才適宜,要在實(shí)踐中去摸索。如彩色馬蹄蓮在組織培養(yǎng)時(shí),培養(yǎng)基中添加了不同種類不同濃度的抗生素,發(fā)現(xiàn)50mg/L硫酸鏈霉素抑菌效果最好。蘆筍組培苗繼代時(shí),采用四種抗生素處理來防治細(xì)菌污染,多種抗生素都能抑制細(xì)菌的污染,其中以卡那霉素抑制效果最好。
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此外.所用的培養(yǎng)基一定要在培養(yǎng)室中預(yù)培養(yǎng)2~3d.然后再進(jìn)行檢驗(yàn),確定無細(xì)菌感染的跡象后才能使用。為了防止因接種而造成細(xì)菌,應(yīng)對(duì)初代培養(yǎng)、繼代培養(yǎng)的繁殖材料進(jìn)行系統(tǒng)地檢查,發(fā)現(xiàn)有被細(xì)菌污染的跡象時(shí),應(yīng)該將其清除。
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黃精的組培
黃精是百合科、黃精屬植物。根狀莖圓柱狀,由于結(jié)節(jié)膨大,因此“節(jié)間”一頭粗、一頭細(xì),在粗的一頭有短分枝,直徑1-2厘米。莖高50-90厘米,或可達(dá)1米以上?;ㄐ蛲ǔ>?-4朵花,似成傘形狀,總花梗長(zhǎng)1-2厘米,花梗長(zhǎng)(2.5-)4-10毫米,花被筒中部稍縊縮,裂片長(zhǎng)約4毫米;花絲長(zhǎng)0.5-1毫米,花藥長(zhǎng)2-3毫米;子房長(zhǎng)約3毫米,花柱長(zhǎng)5-7毫米。漿果直徑7-10毫米,黑色,具4-7顆種子。花期5-6月,果期8-9月。
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黃精主要分布于中國(guó)、朝鮮、蒙古和蘇聯(lián)西伯利亞東部地區(qū);在中國(guó)分布于黑龍江、吉林、遼寧、河北、山西、陜西、內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅(東部)、河南、山東、安徽(東部)、浙江(西北部)、江西(銅鼓)等地。生長(zhǎng)于海拔800-2800米的林下、灌叢或山坡陰處。
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根狀莖為常用中藥“黃精”。黃精食之性味甘甜、爽口,又是很多中藥配方的主要材料,秦嶺林區(qū)具有悠久的采用傳統(tǒng)。黃精可用于脾胃虛弱、體倦乏力、口干食少、肺虛燥咳、精血不足、內(nèi)熱消渴等癥及治療肺結(jié)核、癬菌病等。黃精根莖含有多種營(yíng)養(yǎng)成分,包括糖分、脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉、胡蘿卜素、維生素等,生食、燉服均可,既可以充饑,又可以健身。
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繁殖方式
種子繁殖
8月采收黃精果實(shí),立即搓去果肉,用3%的過氧化氫消毒,將種子與濕沙以1:3的比例混勻,沙藏于透氣性好的坡地,待種子萌發(fā),按行距10-15厘米條播于畦上,覆蓋麥草或遮陰網(wǎng)保濕保溫。幼苗出土即揭去麥草或遮陰網(wǎng),定期鋤草,2年后可移栽至大田。?
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切塊繁殖
黃精無性繁殖周期相對(duì)較短,產(chǎn)量形成快,是生產(chǎn)中最常見的繁殖方式。10月底黃精收獲時(shí),將2-3年生、帶有芽頭的黃精根莖先端幼嫩部分2-3節(jié)切下作為種栽。注意盡量不要把須根去掉,在須根干枯前移栽(若須根除去或干枯則種栽形成新的根莖前不會(huì)發(fā)新根,若保持原有的須根完好則須根仍可保持活力,且可生出新根)。上凍前在畦上蓋一層廄肥,有利于越冬保暖。?

組織培養(yǎng)
用組織培養(yǎng)無性繁殖的苗,經(jīng)煉苗處理后,按照大田種植標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行栽培。滇黃精組織培養(yǎng)外植體應(yīng)在3-4月份選擇當(dāng)年生、生長(zhǎng)健壯、無病蟲害的植株,以其根莖為繁殖材料。將所選材料的地下塊莖用水刷洗干凈,去掉葉片和根系,切下根狀莖上的芽,切取頂芽2-3厘米,用200毫克/升羧芐西林鈉或頭孢唑林鈉進(jìn)行浸泡處理5小時(shí),浸泡時(shí)進(jìn)行振蕩(26℃,每分鐘112轉(zhuǎn)),取出材料后用無菌水清洗2次,接著用75%乙醇漂洗30秒,無菌水清洗一次,1克/升氧化汞滅菌5分鐘,再用無菌水清洗3次。晾干后切成0.5立方米左右大小,然后接種子培養(yǎng)基上。

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由于種子繁殖的周期相對(duì)較長(zhǎng),應(yīng)用上較多使用根狀莖繁殖。黃精通過根狀莖繁殖會(huì)造成黃精中藥材的浪費(fèi),而且無性繁殖,根狀莖容易攜帶母體病毒,造成病毒在植株體內(nèi)代代累積,導(dǎo)致植株感病嚴(yán)重。嚴(yán)重影響其黃精的產(chǎn)量和品質(zhì)。通過組培快繁技術(shù),不僅能加快黃精的繁殖速度,還能提供無菌、健康、優(yōu)質(zhì)的黃精種苗。
外植體的消毒
將從土中挖出的黃精用清水洗凈泥土,根狀莖去除須根,選擇色澤鮮黃生活力較強(qiáng)的根狀莖做為外植體。用刀切取帶芽根莖在飽和的無酶洗衣粉中泡洗30min(隔幾分鐘輕輕順時(shí)針攪動(dòng)),然后流水沖洗1-1.5h,在清水下用軟毛刷清洗表面,隨后轉(zhuǎn)移至超凈工作臺(tái)內(nèi)滅菌燒杯中。用75%酒精浸沒外植體浸泡消毒30s-1min,然后用無菌水清洗2-3次;再用0.1%的氯化汞溶液浸泡5~15min,用無菌水清洗5次,最后將外植體用鑷子夾出用無菌濾紙吸干水分。

不定芽的誘導(dǎo)
將外植體消毒后,接種于MS+1.0~4.0mg/L6-BA+0.1~0.5mg/LNAA+0.7%瓊脂+3%蔗糖培養(yǎng)基中,PH5.8。培養(yǎng)室的溫度控制在25℃±2℃,光照16h/8h(12h/d),光照強(qiáng)度約為2000lx。
增殖培養(yǎng)
外植體經(jīng)誘導(dǎo)培養(yǎng)20d后,發(fā)出新芽,30d后新芽長(zhǎng)成細(xì)嫩的莖段。將無菌帶芽塊莖切成直徑0.5cm大小的叢生芽塊,切除塊莖底部發(fā)黑褐化的部分以及部分葉片和苞衣后轉(zhuǎn)接到增殖培養(yǎng)基上。增殖培養(yǎng)基為MS+1.0~4.0mg/L6-BA+0.1~1.5mg/LNAA(或IAA)+0.7%瓊脂+3%蔗糖,PH5.8。

生根培養(yǎng)
將叢生芽切開,保留葉片,分成單株,切取長(zhǎng)至3cm以上無菌苗,接入生根培養(yǎng)基培養(yǎng)。以1/2MS為基本培養(yǎng)基,1/2MS+0.5~2.0mg/LIB(ANAA,IAA)+0.7%瓊脂+1.5%蔗糖。先暗下培養(yǎng)一周,再轉(zhuǎn)移到光下培養(yǎng)至生根。
馴化移栽
將生根良好的瓶苗不打開瓶蓋煉苗1~2d后,再打開瓶蓋煉苗3~5d。取出小苗,洗凈根部殘留培養(yǎng)基,移栽于泥炭:蛭石:珍珠巖3:1∶1的基質(zhì)中,澆透水,保持相對(duì)濕度90%~100%,適當(dāng)遮蔭。


