青霉素和乳酸對西瓜組織培養中細菌污染的抑制作用

閻志紅 劉文革 趙勝杰 何楠

（中國農業科學院鄭州果樹研究所，河南鄭州，450009）

青霉素和乳酸對西瓜組織培養中細菌污染的抑制作用

閻志紅 劉文革 趙勝杰 何楠

（中國農業科學院鄭州果樹研究所，河南鄭州，450009）

以細菌污染的西瓜組培苗為試材，通過在培養基中添加不同濃度的青霉素或乳酸進行處理，研究青霉素和乳酸對西瓜組培苗中細菌污染的抑制作用。結果表明，青霉素50 mg/L或乳酸90 mg/L對初代細菌有較好的抑制作用。在此基礎上進行青霉素或乳酸連續處理和交替處理。結果表明，青霉素或乳酸連續處理9代，對西瓜組培苗的伸長與生根有明顯的抑制作用。采用交替處理，對西瓜組培苗的伸長與生根影響較小。

細菌 污染 青霉素 乳酸 西瓜組培苗

在植物組培的污染危害中，細菌是最嚴重的[1]。染菌的試管苗很難生根[2]，即使生根，移栽成活率也很低，造成無法挽回的損失。細菌污染的消除一般是用抗生素[3]，抗生素可以直接加入到培養基中[4]，也可以用抗生素浸泡外植體或噴灑外植體[5]。然而如果長期使用抗生素，必然對組培苗的生長、分化和生根造成負面影響[6]。在抗生素中青霉素是一種低毒、高效、廣譜抗菌素[7]，而且價格低廉，在植物組織培養的污染防治方面應用廣泛，但在西瓜組織培養污染防治方面報道很少；乳酸可以抑制細菌的生長[8]，但是否對組培材料有影響尚不清楚。因此，我們對二者進行試驗，希望找出一種既不影響西瓜組培苗的生長分化又能夠有效抑制細菌污染的方法，以期為提高西瓜組織培養效率提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以培養基表面出現細菌污染的西瓜組培苗為試驗材料。

1.2 試驗方法

醫用青霉素用無菌水溶解，乳酸溶液稀釋至25%，過濾滅菌。在分化培養基（MS+BA 2.0 mg/L，下同）凝固前分別加入0，25，50，75，100 mg/L青霉素和0，30，60，90，120 mg/L乳酸。將細菌污染的西瓜組培苗分別接入不同處理的培養基中，每處理10瓶，每瓶3株。培養25 d后，轉入不含抑菌劑的培養基中培養25 d，分別統計初代和次代的抑菌效果，并篩選初代抑菌的最適濃度。

根據篩選出的最適濃度進行：1.青霉素或乳酸連續處理3，6，9代，其中后面2～3代均為伸長培養和生根培養（下同）。2.青霉素、乳酸和不含任何抑菌劑的培養基依次交替處理3，6，9代。分別統計3代、6代和9代的伸長率（1.2 cm以上）和生根率（3條以上）。伸長培養基為MS+KT 0.2 mg/L，生根培養基為MS+IBA 0.2 mg/L。滅菌前培養基的pH值：青霉素處理的為5.8，乳酸處理的為6.5。每處理10瓶，每瓶3株。

2 結果與分析

2.1 青霉素和乳酸不同濃度的抑菌效果

采用青霉素和乳酸處理被細菌污染的西瓜組培苗試驗（表1），結果表明，青霉素和乳酸對初代細菌均有一定的抑制作用，其抑制作用隨濃度的增加而提高，當培養基中青霉素濃度達到50 mg/L，乳酸濃度達到90 mg/L時，對初代細菌的抑制率為100.0%。次代去除青霉素和乳酸后，部分培養基上會再度出現少量細菌，說明青霉素和乳酸只能抑制細菌生長而不能完全殺死它。試驗中發現青霉素比乳酸的抑菌效果好。并且西瓜組培苗在青霉素處理的培養基上較乳酸處理的生長好，葉色更綠些。乳酸處理的組培苗，葉色微黃，但生長正常。

表1 不同濃度的青霉素和乳酸對細菌的抑菌效果

表2 不同處理方式對伸長和生根的影響

2.2 青霉素和乳酸不同處理方式對西瓜組培苗伸長和生根的影響

根據上述試驗結果，我們選用青霉素50 mg/L和乳酸90 mg/L，分別進行連續處理與交替處理（表2）。結果表明，隨青霉素處理代數的增加，西瓜組培苗伸長率與生根率明顯下降，說明連續使用青霉素對西瓜組培苗的伸長和生根有一定的抑制作用。并且隨處理時間的增加，抑制作用增強。連續使用乳酸西瓜組培苗的伸長率和生根率也下降，但主要是培養基中pH值較小，影響了西瓜組培苗的生長發育。

采用附加青霉素、乳酸和不含任何抑菌劑的培養基依次交替處理，對西瓜組培苗的伸長和生根影響不大。交替處理9代伸長率和生根率都保持在86.7%以上，說明交替處理對西瓜組培苗的抑制作用很小。在交替處理的第3，6，9代，不加任何抑菌劑下，部分培養基上出現少量細菌，但并不影響西瓜組培苗的正常生長，而且在少量細菌的刺激下西瓜組培苗葉色更鮮綠、更粗壯，伸長與生根也較好。

3 討論與結論

有報道指出，青霉素能夠誘導內源赤霉素的合成、促進幼苗生長、插條生根、促進多種植物葉片中葉綠素的合成且抑制其降解等[9]。本試驗中被污染的西瓜組培苗在附加青霉素的培養基上葉色更加翠綠，也證明少量的青霉素對西瓜組培苗的生長發育具有一定的促進作用，但長期使用則抑制西瓜組培苗的生長。25%的乳酸常被用于植物真菌分離培養中細菌污染的排除。在西瓜組織培養中加入乳酸，使培養基呈酸性反應，對細菌有一定的抑制作用且對西瓜組培苗的生長影響不大，由于不同的植物品種在生長代謝過程中，排泄到培養基中的產物不同，造成了不同的生態環境[10]，因而不同植物品種在使用乳酸抑制細菌污染時應通過試驗確定合適的pH值。

在少量細菌存在的情況下，組培苗能夠較好地生長，表明少量細菌的存在能夠刺激器官的發生、健壯小苗的再生。這一結果與Herman E B[11]研究結果相同。但大量細菌的存在，卻能導致組培苗死亡。

采用青霉素50 mg/L或乳酸90 mg/L均能抑制細菌的污染。但單一連續使用，會對西瓜組培苗的生長產生抑制作用。采用附加青霉素、乳酸和不含任何抑菌劑的培養基依次交替處理，可在一定程度上抑制細菌污染，避免產生抗藥性，并且多次交替使用對組培苗的分化、生根影響較小。

[1]Leifert C,Waites W M,Camotta H,et al.Lactobacillus plantarum:a deleterious contaminant of plant tissue cultures[J].Journal of Applied Bacteriology,1989,67:363-370.

[2]羅青，李曉鶯，巫鵬舉，等.枸杞組織培養中青霉素對細菌污染的抑制作用[J].寧夏農林科技，2006（3）：6.

[3]王黎波，李曉燕.抗生素在植物組織培養中控制污染的應用[J].遼寧農業科學，2007（3）：69-70.

[4]由翠榮，曲復寧，龔雪琴，等.迷你玫瑰組織培養中細菌污染的防止[J].植物生理學通訊，2004，40（1）：45-47.

[5]李春燕，李穎.組織培養中青霉素對細菌污染的控制作用[J].東北林業大學學報，2000，28（5）：97-98.

[6]馬翠萍，孫仲序，趙春芝，等.植物組培污染防治的研究概況[J].生物技術，2002，12（4）：46-47.

[7]朱建華，富新華.青霉素對幾種作物種子發芽率和幼苗生長的影響[J].植物生理學通訊，1995，31（5）：344-346.

[8]方中達.植病研究方法[M].北京：農業出版社，1998：116.

[9]李海航，潘瑞熾.青霉素在高等植物中的作用[J].植物生理學通訊，1987（5）：1-6.

[10]Leifert C,Camotta H,Wright S M.et al.Elimination of Lactobacillus plantarum,spp.,Staphylococcus saprophyticus and Pseudomonas paucimobillis from micro-propagated Hemerocallis,Choisya and Delphinium cultures using antibiotics[J].Journal of Applied Bacteriology,1991,4:307-330.

[11]Herman E B.Non-axenic plant tissue culture:possibilities and opportunities[J].Acta-Horticulturae,1989,280:233-248.

Effect of Penicillin and Lactic Acid on Controlling Bacteria Contamination in Watermelon Tissue Culture

YAN Zhihong,LIU Wenge,ZHAO Shengjie,HE Nan

Study on the effect of penicillin and lactic acid on controlling bacteria contamination in watermelon tissue culture with bacteria contaminated watermelon tissue culture seedlings as test material,and with different concentrations of penicillin or lactic acid stressed on the medium.The results showed both 50 mg/L penicillin and 90 mg/L lactic acid have a relatively good effect on controlling the contemporary generation of bacteria respectively.The experiments of continuous treatment and consecutive treatment with the previous concentration of penicillin or lactic acid showed that:continuous treatments for nine generations of watermelon tissue culture seedlings have significant inhibitory effect on the extension growth and rooting of the seedlings,while consecutive treatments have a relatively small effect.

Bacteria;Contamination;Penicillin;Lactic acid;Watermelon tissue culture seedlings

10.3865/j.issn.1001-3547.2009.18.008

國家科技支撐計劃（2006BAD01A7-6-03），河南省重大科技公關項目（072101110500），現代農業產業技術體系建設專項資金

閻志紅（1957-），女，高級農藝師，主要從事西瓜多倍體育種與西瓜組織培養工作，電話:0371-65330936。E-mail:yanzhihong1@yahoo.com.cn

2009-08-20