马铃薯组织培养污染化学防控研究进展

2018-01-01梁东超梁俊梅

安徽农业科学 2018年9期

梁东超，梁俊梅，云庭

(1.内蒙古自治区马铃薯繁育中心，内蒙古呼和浩特 010031；2.内蒙古正丰马铃薯种业股份有限公司，内蒙古呼和浩特 010031)

马铃薯组织培养在新品种选育及品种的大面积推广过程中起着关键作用，是新品种应用于生产的重要环节。由于组织培养时的温度、湿度、营养、pH等可以满足微生物生长所需，因此马铃薯组织培养体系容易受到微生物污染。这些污染有可能出现在培养瓶表面、培养基上或培养材料上，会产生不同形状、颜色和大小的污染痕迹。造成马铃薯组织培养污染的原因复杂，主要包括以下几点：培养材料带菌、生产器具带菌、培养基污染、培养物生长环境污染等。污染是马铃薯组织培养致命的一点，包括在早期导致初代培养失败、增殖效率下降、培养材料长势减缓、玻璃苗增加等；在后期导致试管苗移栽困难和死亡，严重时甚至会引起马铃薯组培苗遗传变异。污染控制是马铃薯组织培养工厂化生产成败的关键，如果控制不当，不仅会直接影响当季生产，使得经济效益下降，而且会导致培养物灭亡。因此，控制好污染是马铃薯组织培养中亟需解决的问题。笔者针对马铃薯组织培养中的细菌、真菌以虫害污染及其化学防控进行综述，以期为优化马铃薯组织培养的工厂化生产提供参考。

1 马铃薯组织培养中污染分类

马铃薯组织培养中的污染源可分成两大类：第一类是组培苗自带菌，这与组培苗的生长环境有关，其本身带有较多病菌；第二类是生产过程中环境污染或操作不当使病菌入侵而引起的污染。造成组培苗污染的病原主要是霉菌、酵母菌和细菌三大类。霉菌和酵母菌在培养条件下生长很快，它们所引起的污染在3～5 d会表现出来。而细菌污染存在一定的潜伏期，在马铃薯组织培养中进程较为缓慢，有的甚至在继代培养几代后才表现出来。在某些特殊环境中蓟马也可能引起真菌污染。

2 马铃薯组织培养中污染防控

2.1细菌污染及化学防控

2.1.1细菌污染。细菌污染一般是因工作人员操作不当和工具消毒不彻底引起的，表现为茎段基部出现浑浊，培养基出现脓状物和浑水迹。在马铃薯组织培养生产过程中，细菌污染时有发生，尤其是由内源细菌引起的污染，其用表面消毒方法不能彻底消除，给生产带来严重的经济损失。

2.1.2化学防控。诸多学者利用抗生素对马铃薯组织培养过程中的细菌污染防控进行了研究。彭广霖等[1]研究发现，在MS培养基中加入5～10 mg/L次氯酸钠可达到消除马铃薯组培苗细菌污染的目的；杨琼芬等[2]研究表明，组培苗快繁阶段在培养基中添加20 mg/L克林霉素可有效抑制细菌生长；王航等[3]研究发现，在培养基中添加400 mg/L青霉素可以使污染率降低到16.6%；王春等[4]研究表明，在培养基中添加20 mg/L氨苄西林钠或硫酸链霉素时,能有效抑制马铃薯品种“大西洋”试管苗的细菌侵染,并增强试管苗生长势，缩短繁殖周期；张小静等[5]研究表明，冰片、益培隆和盐酸万古霉素浓度分别为20、50和80 mg/L时，细菌抑制率达100.0%；邹曾硕等[6]比较了苍术、艾叶与甲醛的熏蒸效果，结果表明苍术的平均灭细菌率为77.9%，艾叶的平均灭细菌率为44.1%，甲醛熏蒸的平均灭细菌率为68.8%。

2.2真菌污染及化学防控

2.2.1真菌污染。马铃薯组织培养中真菌污染大多表现为污染部分长出不同颜色的霉菌,其在整个培养期间都会出现，其中酵母菌污染的菌落表现为粉红色。污染的原因是外植体自带菌、培养基灭菌不彻底、接种工具消毒不彻底、操作不规范、环境清洁不够彻底等。在马铃薯组织培养过程中一旦暴发真菌污染会导致整个培养材料报废。

2.2.2化学防控。诸多学者对马铃薯组织培养中真菌污染防控也做了大量研究。陈亚兰等[7]研究表明在MS培养基中添加70%甲基硫菌灵可湿性粉剂和50%多菌灵可湿性粉剂可有效抑制马铃薯组培苗生产中常见的青霉菌、细菌和酵母菌，且对马铃薯试管苗生长及生根的负影响最小；邹曾硕等[6]比较了苍术、艾叶与甲醛的熏蒸效果，结果表明苍术的平均灭真菌率为44.8%，艾叶的平均灭真菌率为 68.4%，甲醛熏蒸的平均灭真菌率为70.2%；宋景荣等[8]分别应用常用表面消毒剂、不同浓度梯度氟康唑和不同浓度抗生素配比防除霉菌，结果表明次氯酸钠(7%)+吐温 20(2%)+氟康唑(50 mg/L)处理杀菌效果最佳；张小静等[5]研究表明，冰片与益培隆浓度为20和50 mg/L时，对青霉菌的抑制率达100.0%，冰片、益培隆和制霉菌素浓度为50、80和80 mg/L时，对黑曲霉的抑制率达100.0%，3种抑菌剂浓度均为20 mg/L时，试管苗生长发育及成活率为最佳；张薪薪等[9]研究表明，在培养基中添加62.500 0 mg/L的 YI-1抑菌剂能有效抑制微球菌、葡萄球菌，在培养基中添加浓度分别为15.625 0、7.812 5 mg/L的YI-1抑菌剂能有效抑制棕曲霉、黑青霉菌丝生长；康俊[10]研究表明，在培养基中添加0.10 g/L多锰锌(多菌灵含量16%、代森锰锌含量34%、可湿性粉剂)抑菌效果较好且马铃薯组培苗的生长不受影响；陈英等[11]研究表明，在培养基中加0.1 g/L二氯异氰尿酸纳(SDIC)不用高压灭菌就能杀死杂菌且对组培苗生长不造成影响；杨琼芬等[2]研究表明，组培苗快繁阶段在培养基中添加20 mg/L克林霉素可有效抑制霉菌。

2.3蓟马污染及化学防控

2.3.1蓟马污染。蓟马是马铃薯组织培养中常见的虫害污染。这种污染蔓延迅速，难以控制，常常会造成极大的经济损失。造成蓟马污染的原因主要是组培室与外界隔离不严，引起微型虫体侵入组培苗中。近年来，马铃薯组织培养迅速发展，所处环境各异，组培室发生蓟马为害的情况越来越多。国外曾有因蓟马为害造成组培工厂化生产全军覆没的报道。目前我国有蓟马发生频率增多、危害加重的趋势，特别是在一些超过5年的老组培室中更为常见。蓟马侵入培养瓶中会为害瓶苗叶片及生长点，形成不规则绿色小黑斑，严重时斑点连成片，造成叶片干枯脱落，甚至造成瓶苗枯死。由于组培苗生长环境特殊，易形成较大虫口密度，同时通过组培苗转接，虫体易扩散到组培苗中，可短时间为害整个组培室，蓟马活动不仅会引起细菌污染还会造成真菌污染。由于蓟马一般存在于组培瓶中，灭虫必须在无菌条件下进行，且整个组培室中的所有组培苗都要进行杀虫处理，以保证彻底清除虫体，因此防治有一定困难。

2.3.2化学防控。目前关于蓟马污染防治报道较少。张西英等[12]研究表明，将0.4 g/L吡虫啉(70%的固体粉末状可溶性药剂) 加入固体培养基，可达到很好的蓟马污染防治效果，且该技术操作方便、刺激性气味小；罗智敏等[13]研究表明，在MS培养基中添加20% 吡虫啉可溶性液剂(每瓶针剂2 mL)经高压灭菌，具有良好的灭虫效果。