医用抗生素在马铃薯组织培养中的抑菌效应研究

王 春
（山丹县种子公司 甘肃山丹 734100）

摘 要：以大西洋的脱毒试管苗为供试材料，在其继代培养基中分别加入氨苄西林钠、硫酸庆大霉素、硫酸链霉素、盐酸林可霉素10-40mg/L，研究用医用抗生素解决大西洋组织培养中经常发生的系统性细菌侵染问题，寻找最佳的抗生素类型及适宜的处理浓度。结果表明，氨苄西林钠或硫酸链霉素的浓度在20mg/L时，能有效的抑制大西洋试管苗的细菌性侵染问题，并提高试管苗的生长势，缩短繁殖周期，提高繁殖速度。
关键词：医用抗生素 大西洋组织培养 抑菌效应

1.前言
    植物的组织培养是利用植物细胞的全能性理论，进行植物无性繁殖最快的方法，现已大量应用于园艺、林业、农学等领域。但植物在组织培养过程中，经常由于受外界环境条件的影响而发生大量的系统性细菌侵染，特别是在夏季高温季节里，在组培设施不完善（尤其是无降温设施）的培养室，由于试管苗遇到大量细菌侵染，并产生难以预防的恶性循环，给生产造成巨大的损失*。为此，近年来，作者在如何采用化学物质抑制组织培养中试管苗的系统性细菌侵染问题，降低组织培养中的细菌性感染率，提高生产效率，降低生产成本等方面进行了探索。本文主要就培养基中加入一定的抗生素对培养基的抗细菌能力和对大西洋试管苗生长影响的试验结果进行分析，以期找出一种既抗系统性细菌侵染，又不影响试管苗生长发育的可靠解决方法。

2.材料与方法
2.1试验材料
    供试材料为脱毒大西洋试管苗，材料来源于山丹县植物种苗组培中心，试验地点在该中心组培实验室内，试验时间为2002年7月21日至9月15日。
选用的抗生素为：
氨苄西林钠粉剂，生产单位：河北张药股份有限公司
硫酸庆大霉素液剂，生产单位：兰州制药厂
100万单位硫酸链霉素粉剂，生产单位：大连美罗药厂
盐酸林可霉素液剂，生产单位：东台市康怡制药有限公司
2.2实验设计及试验方法
    本试验所选用的抗生素及处理编号、处理浓度如表1所示，其中T0为未加任何抗生素的对照组。各处理配制30瓶培养基，同时在培养基配置完成分装前，按下表加入相应数量的抗生素搅拌均匀，按每瓶30ml分装培养基并封口，经高压灭菌后备用。

表1：不同抗生素处理编号及处理浓度（单位：mg/L）

2.2.1抗细菌试验
    任取处理T0 中未加抗生素的5瓶培养基作为对照，再从其余各处理中任取5瓶，置于无降温设施的组织培养室内保存10d，观察细菌性感染情况（结果见表2）。
2.2.2培养试验
    将受到轻微细菌性侵染的大西洋试管苗，分别转接至保存10d以上，无任何杂菌侵染的各处理培养基中，各处理接种5瓶。另外，再取无任何杂菌侵染的大西洋试管苗接种至处理 T0 中，随即取出5瓶编号为 T00 （对照）。每瓶培养基接种4个茎段，置于光强控制在3000lx，12h光照，12h黑暗，无任何降温措施的组织培养室内进行培养，25天后观察各处理试管苗受细菌侵染瓶数及生长情况，并记录试验结果进行分析。
2.2.3回接试验
    将各处理中无杂菌侵染、生长良好的试管苗在以单芽茎断的形式转接至大西洋常规扩繁培养基中，各处理接种5瓶，再置于光强控制在3000lx，12h光照，12h黑暗，温度控制在25℃的光照培养箱内培养25天后，观察杂菌侵染情况及试管苗的生长情况，记录试验结果。

3结果与分析
3.1在夏季高温时各处理的抗细菌污染情况

表2：各处理保存10d后、接种25d的细菌性侵染统计表
    由表2可以得出，在夏季无降温措施的组培室内，未加抗生素的处理T0 中，5瓶有3瓶出现了细菌性侵染，侵染率为60%。其余处理中，除T21 、T31 中各有一瓶出现轻微细菌性侵染，其余处理均无任何细菌性侵染。所以就处理效果而言，可以认为采用医用抗生素可比较有效地抑制在高温环境中细菌对培养基的侵染。另外，对基础苗有轻微细菌性侵染的试管苗，接种至加有抗生素的处理T1、T2、T3、T4 中时，没有一瓶再出现细菌性侵染，而未加抗生素处理的T0中，5瓶全部被细菌侵染；在所用基础苗无任何杂菌侵染的处理T00中，5瓶有一瓶侵染细菌，此种侵染是由组织培养室持续高温引起，也是作者在本文提出并解决的问题。
3.2各处理对大西洋试管苗生长的影响
3.2.1不同抗生素处理对大西洋试管苗生长的影响

表3：各处理对试管苗生长的影响及5%水平的显著性分析（单位：cm、条）

    从表3的统计结果可以很容易看出，与对照T00 相比，处理T1 、T3对大西洋试管苗的生长发育无显著影响，处理T2 、T4对大西洋试管苗的生长发育影响到达了极显著水平，实验中表现为试管苗根部愈伤组织增多，根毛极少且很短，生长点变成红紫色，叶片变白或透明，几乎停止生长，所以该处理应否定。因此可以得出，氨苄西林钠、硫酸链霉素这两类抗生素对大西洋试管苗的生长发育无影响或影响不大，而硫酸庆大霉素、盐酸林可霉素对大西洋试管苗体内叶绿素、激素等物质的合成有明显的抑制作用。所以选择抗生素的类型对特定植物试管苗的生长发育影响很大，我们应当慎重选用。
3.2.2处理T1 、T3中抗生素浓度对大西洋试管苗生长的影响

表4：抗生素浓度对大西洋试管苗生长的影响（单位：条、cm、cm2）

    从表4的试验结果可以看出，处理T11与T12，T31与T32 之间不存在明显差异，并与处理T00间也无显著差异，表现为对大西洋试管苗的生长发育无显著影响，但存在细微差别，即处理效果T12 ＞T11 ＞T00，T32 ＞T31＞T00 ，而T13与T33 和其它处理相比，对大西洋试管苗的生长发育存在明显的抑制作用。以上分析结果表明，抗生素的浓度对植物试管苗的生长发育影响也是比较大的。当氨苄西林钠和硫酸链霉素的浓度控制在20mg/L左右时，对大西洋试管苗的生长发育无不良影响；当其浓度在10mg/L时，尽管对试管苗的生长发育无显著影响，但达不到抑制细菌的目的（如表2中的T21 及T31）；当浓度在40mg/L时，抑制细菌侵染的效果非常好，但却抑制了大西洋试管苗的生长（如表4中T13 、T12）。所以在实际应用中，对于不同类型的植物，应找到各自相对应的适宜浓度，防止由于浓度过高或过低而达不到预定的抑菌效果。
3.3回接试验
    本试验所回接的25瓶试管苗中，除有2瓶被杂菌侵染外，其余试管苗生长速度与健壮程度与对照相比，并没有因曾受所加抗生素的作用而影响。就其生长速度而言，曾处理的试管苗在第25天是平均株高比对照高出0.7cm，并且长势健壮，根数多，移栽成活率也高于对照。

4结论
    a.本试验表明，通过向培养基中加入一定浓度的抗生素，可以解决在夏季由于温度过高而引起的试管苗细菌侵染，挽救由于基础条件差、试验设施不完善、管理不严而造成的组培苗大批污染，基础苗面临灭绝的问题，特别对种质资源（尤其是珍稀物种的种质资源）、基础苗的保存有很高的利用价值。
    b.在利用抗生素时，抗生素虽然对抑制细菌性侵染有很好的抑制作用，但如果使用种类不当或浓度过高，它对植物的生长抑制作用会更大，所以在使用前应做相关的试验研究。

参考文献：
*曹孜义，刘国民，实用植物组织培养技术教程，甘肃科学技术出版社，344—346。