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抗生素对两种竹芋组织培养的影响



全 文 :作物栽培与设施园艺
抗生素对两种竹芋组织培养的影响
杨 元 1,吴兴杰 2,陈建月 3
(1.天津市园林花卉示范中心,天津 300112;2.天津市供销商社,天津 300204;3.天津市九州园林工程有限公司,天津 300070)
摘 要:以青苹果和猫眼两个竹芋品种为植物材料,研究庆大霉素、硫酸链霉素、四环素、卡那霉素等 4种抗生素对竹芋内生菌
的抑制和芽的诱导及生根的影响。结果表明,将庆大霉素作为竹芋组织培养中的抑菌剂效果最好,使用浓度范围控制在 500~
1 000 mg·L-1。
关键词:青苹果竹芋;猫眼竹芋;抗生素;内生菌;芽
中图分类号: R978.1 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2012.06.031
Isolation, Identification and Drug Sensitivity Test of the Bacteroides in Healthy Mink Intestine
YANG Yuan1,WU Xing-jie2,CHEN Jian-yue3
(1.Tianjin Garden Flowers Demonstration Centre,Tianjin 300112, China; 2.Tianjin Supply and Marketing Cooperative, Tianjin 300204,China;3.
Tianjin Jiuzhou Garden Engineering, Company Limitd, Tianjin 300070,China)
Abstract: The effect of gentamycin, streptomycin sulphate, acheomycin and kanamycin on endophytes inhibition and multiple buds
induction and rooting in Calathea rotundifolia cv. Fasciata and C. insignis lancifolia were studied. The results showed that gentamycin
was the best bacteriostatic agent using in tissue culture of two varieties and the reasonable concentration with 500 ~1 000 mg·L -1
should be used.
Key words: Calathea rotundifolia cv. Fasciata; C. insignis lancifolia; antibiotics; endophytes; multiple buds
2012,18(6):121-124天津农业科学 Tianjin Agricultural Sciences
收稿日期:2012-11-12;修订日期:2012-11-20
作者简介:杨元(1982─),女,河北石家庄人,工程师,主要从事花卉组织培养和生产技术的研究及推广 。
观赏竹芋一般靠分蘖繁殖,速度较慢,同时由
于病毒病等原因,在种植过程中退化和逐渐死亡
的现象较为严重, 致使引进的许多名贵品种逐渐
减少 [1],因此,采取组织培养繁殖竹芋成为较合理
的方法。但在组织培养过程中, 由于共生菌的存
在,大大增加了组织培养的难度 ,再生体系很难建
立[2-6]。通过不同的消毒处理方法可以获得竹芋无
菌外植体,但有一定难度。有研究表示,在环境和
培养基中加入一定量的抗生素也可防止污染。
抗生素原称抗菌素,是指由细菌、放线菌、真
菌等微生物经培养而得到的某些产物,或用化学
半合成法制造的相同或类似的物质,在一定浓度
下对病原体有抑制和杀灭作用 [7-8]。为了提高竹芋
组织培养时外植体的成活率, 减少真菌和细菌的
污染, 本研究以青苹果和猫眼竹芋为材料,在组
培各阶段的培养基中分别加入抗生素,探讨不同
浓度的抗生素对竹芋内生菌的抑制、芽的诱导及
生根、组培苗移栽的影响,为竹芋无菌组培苗的快
繁奠定基础。
1 材料和方法
1.1 试验材料
试验材料为天津市园林花卉示范中心温室生
长的进口青苹果和猫眼竹芋的分蘖芽。
1.2 方 法
1.2.1 材料处理 在生长健壮、无病虫害的优良
母株上切取长度为 6~10 cm的新生侧芽,除去芽
体周围的杂质,剥去未展开的叶片和叶鞘,用流水
冲洗表面,切除基部木质化组织,将侧芽切成
1.0~1.5 cm的小芽段。用洗衣粉溶液浸泡 12 min,
自来水冲洗 30 min,在无菌条件下用 1%消毒净
消毒 10~12 min,再用 0.1%升汞 (加 1 滴 80%吐
温)消毒 13 min,无菌水冲洗 5 次,剥去与药液接
触受伤的最外层苞叶,在无菌操作台上去除芽体
表皮,将芽切成 0. 5~1. 0 cm芽段待用。
第 18卷天津农业科学
表 1 不同抗生素及浓度对青苹果竹芋内生菌的抑制作用
1.2.2 抗生素种类及浓度配比 抗生素种类:A
庆大霉素、B 硫酸链霉素、C 四环素、D 卡那霉素。
设计浓度分别为 100,500,1 000 mg·L-1。
1.2.3 培养基配方 参考尹芳等 [9]的组织培养配
方,将以下培养基作为基本培养基,在培养基中添
加不同浓度抗生素进行比较试验。
(1) 芽启动培养基:MS+6-BA 2 mg·L -1 +
NAA 0.2 mg·L-1;
(2) 芽增殖培养基:MS+6-BA 2 mg·L -1 +
NAA 0.02 mg·L-1;
(3)生根培养基:1/2MS + NAA 0.4 mg·L-1
1.2.4 试验过程
(1)内生菌的抑制与芽的诱导
将已消毒的分蘖芽接种到含有不同抗生素的
芽启动培养基上, 每种培养基接 30 瓶, 每瓶 1 个
芽, 重复 3 次。各培养基均添加 30 g·L-1蔗糖, 6
g·L-1琼脂 , pH值调至 5. 8。培养温度为(25±2) ℃,
光照时间为 12 h·d-1,光照强度为 40 μmol·m-2·s-1。
40 d后分析比较抗生素的种类和浓度对分蘖
芽的内生菌抑制效果及对芽的诱导效果。
(2) 芽的增殖
筛选最佳抗生素后,在抗生素的合理浓度范
围内设计浓度梯度,挑选诱导出 1~2 个芽体的无
菌母株,接入含有不同浓度抗生素的芽增殖培养
基中进行增殖。每种培养基接 30 瓶 , 每瓶 1 个
芽, 重复 3 次。各培养基均添加 30 g·L-1蔗糖, 6
g·L-1琼脂 , pH值调至 5. 8。培养温度为(25±2) ℃,
光照时间为 16 h·d-1,光照强度为 40 μmol·m-2·s-1。
20 d后分析比较抗生素的不同浓度对分蘖芽内生
菌的抑制效果及对芽增殖的影响。
(3)根的诱导
选取 2~4 cm 的增殖后的芽体,转接到生根培
养基上壮苗生根 , 每种培养基接 10 瓶 , 重复 3
次, 接种 30 d后统计根系生长情况,比较抗生素
不同浓度对分蘖芽内生菌的抑制效果及对生根的
影响。
(4)组培苗的移栽
待组培苗高 4~5 cm,叶片展开 ,根白、根长 1
cm 以上后,选取不同生根处理的组培苗各 20 株
进行炼苗。将无菌组织培养苗移植室温内放置 3~
5 d,然后开瓶洗去根部培养基,移栽至无菌的基
质中,温室培养,保持湿度并遮阳。10 d后进行正
常的水肥管理, 30 d 后观察,确定组培过程中添
加抗生素是否影响幼苗的移栽及生长。
2 结果与分析
2. 1 抗生素对内生菌的抑制与芽诱导的影响
从表 1可以看出, 与对照相比,4 种抗生素均
能显著降低青苹果竹芋分蘖芽体周围培养基污染
的比例和程度。接种 10 d后观察, 对照培养基中
的芽体周围出现污染现象 , 随着培养时间的延
长,污染物均由白色转为不同程度的黄色。20 d后
对照培养基只剩下 5瓶,其余全部污染。5 个芽体
全部诱导启动成功。添加抗生素后,污染率大大降
低,其中 1 000 mg·L-1的庆大霉素和 1 000 mg·L-1
的卡那霉素抑菌效果最好,染菌率分别为 3.3%和
0%,但芽体的诱导率不高,染菌率分别为 50%和
26.7%。不同抗生素对污染的影响程度也存在差
别,从接种后 5~15 d 这段时间内,添加庆大霉素的
菌斑和颜色变化不大, 其次为添加卡那霉素的菌
斑, 变化最大的是添加硫酸链霉素和四环素的菌
斑,接种 15 d 后,污染严重的菌斑明显抑制了分蘖
芽的生长。综合考虑,500 mg·L-1的庆大霉素可有
效抑制青苹果竹芋分蘖芽的内生菌,且不影响芽体
的诱导启动。
从表 2 可以看出 , 猫眼竹芋与青苹果竹芋相
注 :芽启动培养基 MS+6-BA2 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1;A
庆大霉素、B 硫酸链霉素、C 四环素、D 卡那霉素 ,表 2 同。
抗生素浓度
/(mg·L-1)
接种数
/个
染菌数
/个
染菌率
/%
芽启动数
/个
诱导率
/%
CK 30 25 83.3 5 16.7
A100 30 7 23.3 20 66.7
A500 30 3 10 25 83.3
A1 000 30 1 3.3 15 50
B100 30 10 33 18 60
B500 30 8 26.7 15 50
B1 000 30 3 10 14 46.7
C100 30 10 33 15 50
C500 30 8 26.7 12 40
C1 000 30 3 10 10 33.3
D100 30 6 20 18 60
D500 30 3 10 10 33.3
D1 000 30 0 0 8 26.7
·122·
第 6期
似,添加抗生素后能显著降低猫眼竹芋分蘖芽体
周围培养基污染的比例和程度。只是 20 d后对照
培养基只剩下 2瓶,其余全部污染。其中 1个芽体
诱导启动成功。与青苹果竹芋相比,猫眼竹芋的外
植体内生菌可能更难消除,其中 1 000 mg·L-1的
庆大霉素抑菌效果最好 ,染菌率为 6.7%,且芽体
的诱导率最高,为 76.7%。其他抗菌素的效果与青
苹果相同。总体而言,猫眼竹芋较青苹果竹芋芽体
的诱导更难启动,所需抗生素的使用浓度也稍高
一点。
2.2 抗生素对芽增殖的影响
从表 3可以看出,对照培养基中,虽然接入的
是无菌芽体,但停止添加抗生素后,又出现 33.3%
的染菌率,说明抗生素的使用可能只是抑制了共
生菌的繁殖,也可能使细菌产生了抗药性。添加
500~1 000 mg·L-1庆大霉素的培养基染菌率为 0。
从芽的增殖情况来看,添加抗生素或多或少都会
阻碍芽的增殖,500~1 000 mg·L-1 的庆大霉素对
芽的增殖影响不是很大,浓度超过 1 500 mg·L-1
会显著阻碍芽的增殖。但对芽体的生长状况影响
不大。
从表 4可以看出,同青苹果竹芋一样,抗生素
对猫眼竹芋的增殖也有一定影响。对照培养基中
出现 40%的染菌率。添加 1 000~1 500 mg·L-1庆
大霉素的培养基染菌率为 0。从芽的增殖情况来
看,添加 500 mg·L-1抗生素没有对芽的增殖产生
影响,超过 1 000 mg·L-1会显著阻碍芽的增殖,在
设计的浓度范围内未对芽体的生长产生影响。
2.3 不同浓度庆大霉素对根诱导的影响
从表 5 可以看出,对照中在一个芽体幼根的
尖端出现轻微细菌,添加庆大霉素的培养基染菌
率均为 0。但过高的浓度会影响根的诱导和生长。
因此,庆大霉素浓度在 500 mg·L-1以下的生根培
养基最好。
从表 6 可以看出,猫眼竹芋生根情况同青苹
果相似,芽体出现的轻微细菌不影响根系的生长。
高浓度的庆大霉素也对根的生长不利。因此,在两
种竹芋的壮苗生根阶段,基本不需要添加抗生素。
表 2 不同抗生素及浓度对猫眼竹芋内生菌的抑制作用
抗生素浓度
/(mg·L-1)
接种数
/个
染菌数
/个
染菌率
/%
芽启动数
/个
诱导率
/%
CK 30 28 93.3 1 3.3
A100 30 10 33.3 15 50
A500 30 8 26.7 18 60
A1 000 30 2 6.7 23 76.7
B100 30 12 40 15 50
B500 30 10 33.3 13 43.3
B1 000 30 6 20 12 40
C100 30 14 46.7 10 33.3
C500 30 10 33.3 10 33.3
C1 000 30 5 16.7 8 26.7
D100 30 8 26.7 15 50
D500 30 6 20 12 40
D1 000 30 3 10 8 26.7
表 3 不同浓度庆大霉素对青苹果竹芋芽增殖的影响
抗生素
浓度
/(mg·L-1)
接种数
/个
染菌数
/个
染菌率
/%
芽增殖
倍数
芽生长
状况
CK 30 10 33.3 3.2 初白嫩后浅绿
A500 30 1 3.3 3.1 初白嫩后浅绿
A1 000 30 0 0 3.1 初白嫩后浅绿
A1 500 30 0 0 2.9 初白嫩后浅绿
注 :芽增殖培养基 MS+6-BA2 mg·L-1 +NAA 0.02 mg·L-1;
A 庆大霉素,表 4 同。
表 4 不同浓度庆大霉素对猫眼竹芋芽增殖的影响
抗生素
浓度
/(mg·L-1)
接种数
/个
染菌数
/个
染菌率
/%
芽增殖
倍数
芽生长
状况
CK 30 12 40 3.1 初白嫩后浅绿
A500 30 2 6.7 3.1 初白嫩后浅绿
A1 000 30 0 0 3 初白嫩后浅绿
A1 500 30 0 0 2.8 初白嫩后浅绿
表 5 不同浓度庆大霉素对青苹果竹芋根诱导的影响
抗生素
浓度
/(mg·L-1)
接种数
/个
染菌数
/个
染菌率
/%
平均
生根数
/条
根长
/cm
根生长
状况
CK 30 1 3.3 2~3 1~2 根白嫩,
健壮
A500 30 0 0 2~3 1~2 根白嫩,
健壮
A1 000 30 0 0 2 1~2 根白嫩,
细弱
A1 500 30 0 0 2 <1 根白嫩,
细弱
注 :生根培养基 : 1/2MS+NAA 0.4 mg·L-1; A 庆大霉素 ,表
6 同。
杨元等:抗生素对两种竹芋组织培养的影响 ·123·
第 18卷天津农业科学
表 6 不同浓度庆大霉素对猫眼竹芋根诱导的影响
2.4 抗生素对组培苗移栽的影响
组培苗移栽 30 d 后,青苹果竹芋幼苗生长良
好,成活率达 98%,猫眼竹芋幼苗成活率稍低,为
96%。前期生根阶段添加各浓度的庆大霉素对成
活率无太大影响,只是根系细弱的组培苗较健壮
苗缓苗时间稍长一些。
3 讨 论
(1)抗生素在较高的浓度下会对植物的生长
产生不利的影响, 过高浓度的抗生素同样会杀死
植物[10]。因此,在选择抗生素和设置浓度阶段,不
仅要考虑抗生素的作用机理,还要将添加的浓度
控制到一定的范围内。除庆大霉素外的其他 3 种
抗生素使用浓度越大,抑菌效果越好,可是诱导率
大大降低,可能是抗生素的最佳抑菌浓度,对外植
体产生了毒性。有研究显示,用几种抗生素的组合
可以更好的抑制共生菌,且不影响植物体的正常
分化,这还需要进一步的试验。
(2)将庆大霉素作为竹芋组培抑菌剂方便有
效,在严格控制的浓度范围内对组培苗的移栽成
活率基本无影响,而且它是为数不多的热稳定性
的抗生素,因而广泛应用于培养基配置。
(3)在本次试验中,青苹果竹芋和猫眼竹芋在
添加不同抗生素后表现相近,但相比之下,青苹果
竹芋有较高的诱导率和繁殖系数,且移栽成活率
也较高。可能是竹芋不同品种之间的差异问题。
(4)有研究表示,青苹果竹芋无需生根即可获
得较健壮的小苗 [9],本试验为比较添加不同浓度
的抗生素对竹芋组培各个阶段的影响,因此分为
诱导、扩繁、生根、移栽 4 个阶段。但在工厂化生
产中,为节约成本,可以即时调节激素配比,将组
培苗扩繁和生根阶段简化,缩短生产周期,以期获
得更多的经济效益。
参考文献:
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抗生素
浓度
/(mg·L-1)
接种数
/个
染菌数
/个
染菌率
/%
平均
生根数
/条
根长
/cm
生长
状况
CK 30 2 6.7 2~3 1~2 根白嫩,
健壮
A500 30 0 0 2~3 1~2 根白嫩,
健壮
A1 000 30 0 0 2 1~2 根白嫩,

A1 500 30 0 0 2 <1 根发黄,
细弱
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