青霉素和乳酸对西瓜组织培养中细菌污染的抑制作用

阎志红 刘文革 赵胜杰 何楠

（中国农业科学院郑州果树研究所，河南郑州，450009）

青霉素和乳酸对西瓜组织培养中细菌污染的抑制作用

阎志红 刘文革 赵胜杰 何楠

（中国农业科学院郑州果树研究所，河南郑州，450009）

以细菌污染的西瓜组培苗为试材，通过在培养基中添加不同浓度的青霉素或乳酸进行处理，研究青霉素和乳酸对西瓜组培苗中细菌污染的抑制作用。结果表明，青霉素50 mg/L或乳酸90 mg/L对初代细菌有较好的抑制作用。在此基础上进行青霉素或乳酸连续处理和交替处理。结果表明，青霉素或乳酸连续处理9代，对西瓜组培苗的伸长与生根有明显的抑制作用。采用交替处理，对西瓜组培苗的伸长与生根影响较小。

细菌 污染 青霉素 乳酸 西瓜组培苗

在植物组培的污染危害中，细菌是最严重的[1]。染菌的试管苗很难生根[2]，即使生根，移栽成活率也很低，造成无法挽回的损失。细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养基中[4]，也可以用抗生素浸泡外植体或喷洒外植体[5]。然而如果长期使用抗生素，必然对组培苗的生长、分化和生根造成负面影响[6]。在抗生素中青霉素是一种低毒、高效、广谱抗菌素[7]，而且价格低廉，在植物组织培养的污染防治方面应用广泛，但在西瓜组织培养污染防治方面报道很少；乳酸可以抑制细菌的生长[8]，但是否对组培材料有影响尚不清楚。因此，我们对二者进行试验，希望找出一种既不影响西瓜组培苗的生长分化又能够有效抑制细菌污染的方法，以期为提高西瓜组织培养效率提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以培养基表面出现细菌污染的西瓜组培苗为试验材料。

1.2 试验方法

医用青霉素用无菌水溶解，乳酸溶液稀释至25%，过滤灭菌。在分化培养基（MS+BA 2.0 mg/L，下同）凝固前分别加入0，25，50，75，100 mg/L青霉素和0，30，60，90，120 mg/L乳酸。将细菌污染的西瓜组培苗分别接入不同处理的培养基中，每处理10瓶，每瓶3株。培养25 d后，转入不含抑菌剂的培养基中培养25 d，分别统计初代和次代的抑菌效果，并筛选初代抑菌的最适浓度。

根据筛选出的最适浓度进行：1.青霉素或乳酸连续处理3，6，9代，其中后面2～3代均为伸长培养和生根培养（下同）。2.青霉素、乳酸和不含任何抑菌剂的培养基依次交替处理3，6，9代。分别统计3代、6代和9代的伸长率（1.2 cm以上）和生根率（3条以上）。伸长培养基为MS+KT 0.2 mg/L，生根培养基为MS+IBA 0.2 mg/L。灭菌前培养基的pH值：青霉素处理的为5.8，乳酸处理的为6.5。每处理10瓶，每瓶3株。

2 结果与分析

2.1 青霉素和乳酸不同浓度的抑菌效果

采用青霉素和乳酸处理被细菌污染的西瓜组培苗试验（表1），结果表明，青霉素和乳酸对初代细菌均有一定的抑制作用，其抑制作用随浓度的增加而提高，当培养基中青霉素浓度达到50 mg/L，乳酸浓度达到90 mg/L时，对初代细菌的抑制率为100.0%。次代去除青霉素和乳酸后，部分培养基上会再度出现少量细菌，说明青霉素和乳酸只能抑制细菌生长而不能完全杀死它。试验中发现青霉素比乳酸的抑菌效果好。并且西瓜组培苗在青霉素处理的培养基上较乳酸处理的生长好，叶色更绿些。乳酸处理的组培苗，叶色微黄，但生长正常。

表1 不同浓度的青霉素和乳酸对细菌的抑菌效果

表2 不同处理方式对伸长和生根的影响

2.2 青霉素和乳酸不同处理方式对西瓜组培苗伸长和生根的影响

根据上述试验结果，我们选用青霉素50 mg/L和乳酸90 mg/L，分别进行连续处理与交替处理（表2）。结果表明，随青霉素处理代数的增加，西瓜组培苗伸长率与生根率明显下降，说明连续使用青霉素对西瓜组培苗的伸长和生根有一定的抑制作用。并且随处理时间的增加，抑制作用增强。连续使用乳酸西瓜组培苗的伸长率和生根率也下降，但主要是培养基中pH值较小，影响了西瓜组培苗的生长发育。

采用附加青霉素、乳酸和不含任何抑菌剂的培养基依次交替处理，对西瓜组培苗的伸长和生根影响不大。交替处理9代伸长率和生根率都保持在86.7%以上，说明交替处理对西瓜组培苗的抑制作用很小。在交替处理的第3，6，9代，不加任何抑菌剂下，部分培养基上出现少量细菌，但并不影响西瓜组培苗的正常生长，而且在少量细菌的刺激下西瓜组培苗叶色更鲜绿、更粗壮，伸长与生根也较好。

3 讨论与结论

有报道指出，青霉素能够诱导内源赤霉素的合成、促进幼苗生长、插条生根、促进多种植物叶片中叶绿素的合成且抑制其降解等[9]。本试验中被污染的西瓜组培苗在附加青霉素的培养基上叶色更加翠绿，也证明少量的青霉素对西瓜组培苗的生长发育具有一定的促进作用，但长期使用则抑制西瓜组培苗的生长。25%的乳酸常被用于植物真菌分离培养中细菌污染的排除。在西瓜组织培养中加入乳酸，使培养基呈酸性反应，对细菌有一定的抑制作用且对西瓜组培苗的生长影响不大，由于不同的植物品种在生长代谢过程中，排泄到培养基中的产物不同，造成了不同的生态环境[10]，因而不同植物品种在使用乳酸抑制细菌污染时应通过试验确定合适的pH值。

在少量细菌存在的情况下，组培苗能够较好地生长，表明少量细菌的存在能够刺激器官的发生、健壮小苗的再生。这一结果与Herman E B[11]研究结果相同。但大量细菌的存在，却能导致组培苗死亡。

采用青霉素50 mg/L或乳酸90 mg/L均能抑制细菌的污染。但单一连续使用，会对西瓜组培苗的生长产生抑制作用。采用附加青霉素、乳酸和不含任何抑菌剂的培养基依次交替处理，可在一定程度上抑制细菌污染，避免产生抗药性，并且多次交替使用对组培苗的分化、生根影响较小。

[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]罗青，李晓莺，巫鹏举，等.枸杞组织培养中青霉素对细菌污染的抑制作用[J].宁夏农林科技，2006（3）：6.

[3]王黎波，李晓燕.抗生素在植物组织培养中控制污染的应用[J].辽宁农业科学，2007（3）：69-70.

[4]由翠荣，曲复宁，龚雪琴，等.迷你玫瑰组织培养中细菌污染的防止[J].植物生理学通讯，2004，40（1）：45-47.

[5]李春燕，李颖.组织培养中青霉素对细菌污染的控制作用[J].东北林业大学学报，2000，28（5）：97-98.

[6]马翠萍，孙仲序，赵春芝，等.植物组培污染防治的研究概况[J].生物技术，2002，12（4）：46-47.

[7]朱建华，富新华.青霉素对几种作物种子发芽率和幼苗生长的影响[J].植物生理学通讯，1995，31（5）：344-346.

[8]方中达.植病研究方法[M].北京：农业出版社，1998：116.

[9]李海航，潘瑞炽.青霉素在高等植物中的作用[J].植物生理学通讯，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

国家科技支撑计划（2006BAD01A7-6-03），河南省重大科技公关项目（072101110500），现代农业产业技术体系建设专项资金

阎志红（1957-），女，高级农艺师，主要从事西瓜多倍体育种与西瓜组织培养工作，电话:0371-65330936。E-mail:yanzhihong1@yahoo.com.cn

2009-08-20