馬鈴薯組織培養污染化學防控研究進展

梁東超，梁俊梅，云 庭

(1.內蒙古自治區馬鈴薯繁育中心，內蒙古呼和浩特 010031；2.內蒙古正豐馬鈴薯種業股份有限公司，內蒙古呼和浩特 010031)

馬鈴薯組織培養在新品種選育及品種的大面積推廣過程中起著關鍵作用，是新品種應用于生產的重要環節。由于組織培養時的溫度、濕度、營養、pH等可以滿足微生物生長所需，因此馬鈴薯組織培養體系容易受到微生物污染。這些污染有可能出現在培養瓶表面、培養基上或培養材料上，會產生不同形狀、顏色和大小的污染痕跡。造成馬鈴薯組織培養污染的原因復雜，主要包括以下幾點：培養材料帶菌、生產器具帶菌、培養基污染、培養物生長環境污染等。污染是馬鈴薯組織培養致命的一點，包括在早期導致初代培養失敗、增殖效率下降、培養材料長勢減緩、玻璃苗增加等；在后期導致試管苗移栽困難和死亡，嚴重時甚至會引起馬鈴薯組培苗遺傳變異。污染控制是馬鈴薯組織培養工廠化生產成敗的關鍵，如果控制不當，不僅會直接影響當季生產，使得經濟效益下降，而且會導致培養物滅亡。因此，控制好污染是馬鈴薯組織培養中亟需解決的問題。筆者針對馬鈴薯組織培養中的細菌、真菌以蟲害污染及其化學防控進行綜述，以期為優化馬鈴薯組織培養的工廠化生產提供參考。

1 馬鈴薯組織培養中污染分類

馬鈴薯組織培養中的污染源可分成兩大類：第一類是組培苗自帶菌，這與組培苗的生長環境有關，其本身帶有較多病菌；第二類是生產過程中環境污染或操作不當使病菌入侵而引起的污染。造成組培苗污染的病原主要是霉菌、酵母菌和細菌三大類。霉菌和酵母菌在培養條件下生長很快，它們所引起的污染在3～5 d會表現出來。而細菌污染存在一定的潛伏期，在馬鈴薯組織培養中進程較為緩慢，有的甚至在繼代培養幾代后才表現出來。在某些特殊環境中薊馬也可能引起真菌污染。

2 馬鈴薯組織培養中污染防控

2.1細菌污染及化學防控

2.1.1細菌污染。細菌污染一般是因工作人員操作不當和工具消毒不徹底引起的，表現為莖段基部出現渾濁，培養基出現膿狀物和渾水跡。在馬鈴薯組織培養生產過程中，細菌污染時有發生，尤其是由內源細菌引起的污染，其用表面消毒方法不能徹底消除，給生產帶來嚴重的經濟損失。

2.1.2化學防控。諸多學者利用抗生素對馬鈴薯組織培養過程中的細菌污染防控進行了研究。彭廣霖等[1]研究發現，在MS培養基中加入5～10 mg/L次氯酸鈉可達到消除馬鈴薯組培苗細菌污染的目的；楊瓊芬等[2]研究表明，組培苗快繁階段在培養基中添加20 mg/L克林霉素可有效抑制細菌生長；王航等[3]研究發現，在培養基中添加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，在培養基中添加20 mg/L氨芐西林鈉或硫酸鏈霉素時,能有效抑制馬鈴薯品種“大西洋”試管苗的細菌侵染,并增強試管苗生長勢，縮短繁殖周期；張小靜等[5]研究表明，冰片、益培隆和鹽酸萬古霉素濃度分別為20、50和80 mg/L時，細菌抑制率達100.0%；鄒曾碩等[6]比較了蒼術、艾葉與甲醛的熏蒸效果，結果表明蒼術的平均滅細菌率為77.9%，艾葉的平均滅細菌率為44.1%，甲醛熏蒸的平均滅細菌率為68.8%。

2.2真菌污染及化學防控

2.2.1真菌污染。馬鈴薯組織培養中真菌污染大多表現為污染部分長出不同顏色的霉菌,其在整個培養期間都會出現，其中酵母菌污染的菌落表現為粉紅色。污染的原因是外植體自帶菌、培養基滅菌不徹底、接種工具消毒不徹底、操作不規范、環境清潔不夠徹底等。在馬鈴薯組織培養過程中一旦暴發真菌污染會導致整個培養材料報廢。

2.2.2化學防控。諸多學者對馬鈴薯組織培養中真菌污染防控也做了大量研究。陳亞蘭等[7]研究表明在MS培養基中添加70%甲基硫菌靈可濕性粉劑和50%多菌靈可濕性粉劑可有效抑制馬鈴薯組培苗生產中常見的青霉菌、細菌和酵母菌，且對馬鈴薯試管苗生長及生根的負影響最?。秽u曾碩等[6]比較了蒼術、艾葉與甲醛的熏蒸效果，結果表明蒼術的平均滅真菌率為44.8%，艾葉的平均滅真菌率為 68.4%，甲醛熏蒸的平均滅真菌率為70.2%；宋景榮等[8]分別應用常用表面消毒劑、不同濃度梯度氟康唑和不同濃度抗生素配比防除霉菌，結果表明次氯酸鈉(7%)+吐溫 20(2%)+氟康唑(50 mg/L)處理殺菌效果最佳；張小靜等[5]研究表明，冰片與益培隆濃度為20和50 mg/L時，對青霉菌的抑制率達100.0%，冰片、益培隆和制霉菌素濃度為50、80和80 mg/L時，對黑曲霉的抑制率達100.0%，3種抑菌劑濃度均為20 mg/L時，試管苗生長發育及成活率為最佳；張薪薪等[9]研究表明，在培養基中添加62.500 0 mg/L的 YI-1抑菌劑能有效抑制微球菌、葡萄球菌，在培養基中添加濃度分別為15.625 0、7.812 5 mg/L的YI-1抑菌劑能有效抑制棕曲霉、黑青霉菌絲生長；康俊[10]研究表明，在培養基中添加0.10 g/L多錳鋅(多菌靈含量16%、代森錳鋅含量34%、可濕性粉劑)抑菌效果較好且馬鈴薯組培苗的生長不受影響；陳英等[11]研究表明，在培養基中加0.1 g/L二氯異氰尿酸納(SDIC)不用高壓滅菌就能殺死雜菌且對組培苗生長不造成影響；楊瓊芬等[2]研究表明，組培苗快繁階段在培養基中添加20 mg/L克林霉素可有效抑制霉菌。

2.3薊馬污染及化學防控

2.3.1薊馬污染。薊馬是馬鈴薯組織培養中常見的蟲害污染。這種污染蔓延迅速，難以控制，常常會造成極大的經濟損失。造成薊馬污染的原因主要是組培室與外界隔離不嚴，引起微型蟲體侵入組培苗中。近年來，馬鈴薯組織培養迅速發展，所處環境各異，組培室發生薊馬為害的情況越來越多。國外曾有因薊馬為害造成組培工廠化生產全軍覆沒的報道。目前我國有薊馬發生頻率增多、危害加重的趨勢，特別是在一些超過5年的老組培室中更為常見。薊馬侵入培養瓶中會為害瓶苗葉片及生長點，形成不規則綠色小黑斑，嚴重時斑點連成片，造成葉片干枯脫落，甚至造成瓶苗枯死。由于組培苗生長環境特殊，易形成較大蟲口密度，同時通過組培苗轉接，蟲體易擴散到組培苗中，可短時間為害整個組培室，薊馬活動不僅會引起細菌污染還會造成真菌污染。由于薊馬一般存在于組培瓶中，滅蟲必須在無菌條件下進行，且整個組培室中的所有組培苗都要進行殺蟲處理，以保證徹底清除蟲體，因此防治有一定困難。

2.3.2化學防控。目前關于薊馬污染防治報道較少。張西英等[12]研究表明，將0.4 g/L吡蟲啉(70%的固體粉末狀可溶性藥劑) 加入固體培養基，可達到很好的薊馬污染防治效果，且該技術操作方便、刺激性氣味小；羅智敏等[13]研究表明，在MS培養基中添加20% 吡蟲啉可溶性液劑(每瓶針劑2 mL)經高壓滅菌，具有良好的滅蟲效果。

3 展望

馬鈴薯組織培養快繁技術發展至今仍然存在一些難題，如組織培養過程中的污染防控問題。國內學者對馬鈴薯組織培養中的污染問題做了大量研究，形成了諸多的理論成果，解決了馬鈴薯組織培養中部分污染問題，但若從根本上解決這一技術難題還需從以下方面繼續加強研究。

(1)加強對細菌污染防治中抗生素使用的研究。抗生素一般不穩定，遇酸、堿或加熱都易分解而失去活性。長期使用抗生素，必然對組織培養苗的生長、分化、生根產生一定影響。所以還有待于尋找和開發性能穩定、價格適宜的抑菌劑。

(2)加強對真菌污染防治中酵母菌和霉菌的研究。目前針對真菌污染防治的研究相對較少，而真菌污染在馬鈴薯組織培養中造成的損失非常大，其污染迅速、難控制，對其污染防治大多數采用組合藥物，但組合藥物遇酸、堿或加熱易分解而失去活性，使用不方便，造成成本增加，仍需要進一步研究。

(3)重視對馬鈴薯組培苗中薊馬的防治。薊馬防治必須在無菌條件下進行，且整個組培室中的組培苗都要進行殺蟲處理，以保證徹底清除蟲體，而目前針對馬鈴薯組培苗中薊馬污染防治的研究還有待加強。

[1] 彭廣霖,李青,衣淑玉,等.次氯酸鈉防治組培苗污染的研究[J].安徽農業科學,2012,40(16):8806-8808.

[2] 楊瓊芬,白建明,李世峰,等.馬鈴薯脫毒快繁抗菌污染的研究[J].西南農業學報,2007,20(6):1318-1323.

[3] 王航,張西英,陳芳.不同抗生素對馬鈴薯組培苗細菌污染抑制效果比較[J].農村科技,2014(6):38.

[4] 王春.醫用抗生素在馬鈴薯組織培養中的抑菌效應研究[J].甘肅農業科技,2004(10):15-16.

[5] 張小靜,李德明,陳富,等.抑菌劑抑菌效果及對馬鈴薯試管苗生長發育的影響[J].中國馬鈴薯,2017,31(3):129-133.

[6] 鄒曾碩,劉國鳳,唐偉,等.蒼術和艾葉用于馬鈴薯組培室熏蒸的研究[J].中國馬鈴薯,2010,24(1)：43-46.

[7] 陳亞蘭.不同抑菌劑對馬鈴薯試管苗生長的影響[J].中國馬鈴薯,2012(5):260-263.

[8] 宋景榮,王秀芝,翟鋒.馬鈴薯脫毒試管苗霉菌污染的防除效果[J].北方農業學報,2015(3):62-63.

[9] 張薪薪,唐金花,王關林.抑菌劑在開放組培中的使用及效果研究[J].遼寧師范大學學報(自然科學版),2005,28(4):466-469.

[10] 康俊.真菌抑菌劑在馬鈴薯開放式組織培養中的應用[J].安徽農業科學,2016,44(26):108-110.

[11] 陳英,張西英,劉江娜.SDIC在馬鈴薯脫毒組培苗開放式快繁生產中的應用試驗研究[J].新疆農墾科技,2014,37(11):38-40.

[12] 張西英,李東方,張愛萍,等.馬鈴薯組培苗薊馬污染防治試驗[J].新疆農墾科技,2014(6):31-32.

[13] 羅智敏,李戍彤,劉曉暉,等.馬鈴薯組培苗中煙薊馬的為害及防治[J].中國蔬菜,2012(11):29.