作者: 組培設備 發布時間: 瀏覽次數0
植物組織培養污染主要是由霉菌、細菌、酵母菌引起的污染。菌類傳播途徑有戶外風傳播、渦流傳播、接種傳播,不正確操作也會增加污染概率,如滅菌不夠、操作過慢,另外還有內生菌造成的潛伏性污染。有些植物上昆蟲、螨蟲的體表帶有霉菌的孢子、細菌,在9—10月份是重要污染源,此時大量昆蟲造成的污染源最易造成組織培養污染的嚴重發生。
植物組織培養中污染的防治
1 細菌污染
1.1 細菌污染定義 細菌是處于生物和非生物之間的微生物。從形態上看,細菌可以分成球菌、桿菌、螺旋菌等3類。土壤、水、城市空氣里都有細菌散布,種類達50種以上。
細菌污染是指在培養過程中,在培養基表面或材料表面出現黏液狀物體、菌落或渾濁水跡狀物質,有時甚至出現泡沫發酵狀物質。細菌污染又以芽孢桿菌污染最普遍、最嚴重,這種芽孢桿菌能耐一定高溫、高壓,對消毒劑和紫外線也有一定抗性,常由于高壓滅菌不徹底造成污染。細菌性污染主要是工作人員使用了未經充分消毒的工具如剪刀、鑷子、三角瓶等,或是由呼吸排出的細菌,有時操作人員用手接觸材料或器具邊緣,使微生物落入培養基中,有時也會因剪取帶菌材料后沒消毒,用具又未徹底滅菌,極易造成污染。另外,由于組織培養室面積大、易污染,室內溫度高,空氣濕度大,菌類繁殖旺盛也會加重污染。
1.2 細菌污染防治 為了實現低污染率,在組織培養中除采用常規技術措施之外,還針對性地在培養基中加入殺菌劑如抗生素??股刈饔迷恚簯c大霉素、鏈霉素屬于氨基糖苷類型,其與細菌中的30S核蛋白體亞單位結合,抑制細菌的油酸甘油酯合成,通過阻斷其代謝途徑使微生物致死。但抗生素也可能抑制植物組織的葉綠體和線粒體蛋白質的合成,導致植物葉片變小或變黃,而且高濃度抗生素會影響植物生長。在培養基中添加抗生素,選擇合適濃度非常關鍵,濃度低時效果差,濃度高時又容易對植物產生毒害,影響增殖或使培養材料變黑,出現死苗、白化苗等。
將2種及其以上的抗生素結合使用,可以防治細菌的抗藥性。在綠巨人組織培養研究中探討了青霉素、先鋒霉素、慶大霉素對繼代培養中細菌污染的抑制效果,指出先鋒霉素的抑菌效果最好,青霉素和慶大霉素次之;研究發現,鏈霉素能防治長春蔓芽繼代培養中出現的細菌。但也有報道發現,多數情況下使用抗生素只能抑制細菌生長而不能將其殺死,抗生素濃度太高對植物有一定毒害作用,而且抗生素一般不穩定,遇酸、堿或加熱易分解而失去活性,這些問題使抗生素的使用受到限制。因此,尋找穩定、耐高溫和高壓的理想抗生素成為控制細菌污染的一個重要課題。
2 真菌污染
1 真菌污染定義 真菌是一類沒有葉綠素、異養的真核微生物。室內真菌種類主要有芽枝孢霉屬、曲霉屬、鉸鏈孢霉屬、鐮刀霉屬、青霉屬等。真菌以腐生、寄生或共生的形式進行營養性生活。真菌數量與溫度、濕度有很大關系。春季、夏季尤其是南方的梅雨時節,溫暖潮濕,非常適合真菌生長。冬季室內真菌濃度較高,如果長期使用空調而不注意通風,可引起室內真菌污染加重。真菌污染出現很快,一般接種后3~5 d 就發現菌絲,繼而很快出現黑、白、黃、綠等孢子。真菌污染一般是由空氣污染、瓶口邊緣和取放封口紙揚起的灰塵、真菌孢子落入器皿中造成的。
2 真菌污染防治 常用的滅菌劑有70%乙醇、0.1%~1%氯化汞、3%~10%過氧化氫、1%~10%的漂白粉濾液、0.5%~10%次氯酸鈉溶液、4~50 mg/L 抗生素。70%乙醇殺菌效果好,有潤濕作用,能排除外植體表層組織的空氣,但穿透力強,應嚴格控制滅菌時間;氯化汞對外植體表面的滅菌效果最好,但殘留的重金屬汞難以去除,其毒害作用在培養一段時間后才能表現出來,因此滅菌后要將材料沖洗干凈;過氧化氫分解后生成有殺菌作用的氧氣,無毒害;漂白粉殺菌效果很好,但須避光、干燥貯存;次氯酸鈉可分解生成有殺菌作用的氯氣而揮發;抗生素可用來去除材料內部組織所帶菌類,但抑菌類型單一、藥效時間短、穩定性差,容易使菌類產生抗藥性,濃度高時影響植物生長,使其應用受到限制。為使滅菌劑能潤濕整個組織表面,可在滅菌劑中加入數滴潤濕劑吐溫-80或吐溫-20,可起到良好的滅菌效果。
嚴格執行無菌操作,定期用甲醛及高錳酸鉀熏蒸對組織培養室消毒。每次使用組織培養室或超凈工作臺時,先用紫外燈殺菌20~30 min,再用75%乙醇噴霧降塵。接種時用75%乙醇的棉球擦拭培養瓶外部,然后再放入超凈工作臺;接種時瓶子要放成45°角,放在火焰上方,利用氣流上升原理,以防止空氣中的孢子落入瓶內,取封口紙時動作要輕。另外,如發現霉菌污染應及時清除。對于外地引進的試管苗,運輸過程中瓶口及封口紙往往積灰塵和孢子,應仔細用75%乙醇擦拭,接種時再燒瓶口,否則容易造成污染。為防止剛引進的材料、剛獲得的無毒材料以及珍貴材料受到污染,用小培養瓶培養,每瓶轉接1芽,雖然培養瓶數量增加,但這是防止稀缺材料污染損失的最有效途徑。
有關抗生素消除細菌的研究較多,但目前對酵母菌污染的研究相對較少,Poulsen等在蘋果分裂組織微生物消除的研究中,測試了幾種物質對酵母菌的毒性,雖然這些物質對植物材料都沒有傷害,但沒有一種物質能夠消除酵母菌。胍類化合物是唯一對2種酵母菌有毒的復合物,但它對分裂組織有毒害作用。霉菌污染的一個重要特點是迅速、難控制。目前關于真菌污染的研究還很少,有人建議用防腐劑去除真菌污染,但有關研究尚未見報道。
另外,培養基中存在有機物是污染產生的重要原因,去除有機物也是減少污染的一條途徑。在阿月渾子組織培養的研究中,除去培養基中的VB1、VB6、煙酸等有機成分(保留肌醇),經2~3代培養后,能抑制細菌生長,對叢生芽生長增殖沒有影響。原因是這些有機成分是某些細菌生長的必需物質,除去這些有機物后,細菌無法生長發育而逐漸死亡。日本古在豐樹首創的植物無糖組織培養快繁技術則完全除去了培養基中的有機成分,輸入可控制量的CO2氣體作為碳源,并通過控制環境因子,促進植株光合作用速率,使之由異養型轉變為自養型,因而植株長勢良好,污染率明顯降低。由于去除了糖,組織培養苗由玻璃瓶內培養改為箱式大容器培養,也可將整個培養室作為培養容器,甚至不需要嚴格的無菌操作,也極少被污染,這項技術至少在許多植物組織培養苗的促根階段應用比較成功。
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