植物组织培养外植体真菌与细菌感染全解析
植物组织培养外植体真菌与细菌感染全解析
植物组织培养过程中，外植体的真菌和细菌感染一直是制约其成功率和生产效率的关键因素。本文将深入探讨这两种感染的区别特征、微生物污染的途径来源、危害、消毒剂的选择以及解决措施，以期为植物组织培养从业者提供有价值的参考和指导。
真菌与细菌感染的区别特征
真菌感染的特征
真菌感染在植物组织培养中主要体现为培养基或外植体表面出现白色、黑色、绿色等不同颜色的块状真菌孢子。这些孢子蔓延速度较快，通常在接种后3 - 10天内就能观察到明显的感染症状。真菌污染主要来源于周围环境带菌以及空气不洁净，像育苗环境不干净、超净工作台过滤装置失效、育苗容器开口过大或者封口膜密封不严等情况。真菌会破坏培养基的营养成分，进而影响组培苗的生长和发育。严重时，真菌污染会致使组培苗死亡，给生产造成巨大损失。
细菌感染的特征
细菌感染在植物组织培养中一般表现为培养基或外植体上出现黏液状或水迹状物，有时需要仔细查看才能发现。这种污染症状在接种后1 - 2天内就可被发现，表明细菌污染传播速度较快。细菌污染主要源于培养基灭菌不彻底、材料带菌或者接种操作时外植体未彻底灭菌。此外，工作人员无菌操作不规范也可能引发细菌侵染。细菌污染会干扰组培苗的正常生理活动，影响其生长速度和品质。严重时同样会导致组培苗死亡。
微生物污染的途径来源
植物组织培养中的微生物污染主要来自以下几个方面：
- 外植体自身带菌
许多植物栽培于室外，空气中有大量微生物。这些微生物能够通过植物自然的孔口或伤口进入植物内部，形成内生菌。在植物组织培养过程中，如果外植体未经严格消毒或者消毒不彻底，这些内生菌就会成为污染源，导致培养失败。
- 培养基或接种工具灭菌不彻底
培养基是植物组织培养的重要组成部分，其灭菌质量直接影响培养成功率。如果在灭菌过程中存在时间过短、温度不达标或者灭菌锅压力计数不准确等因素，都可能导致培养基灭菌不彻底，从而残留病原微生物。接种后，这些病原微生物会迅速繁殖引发污染。同样，接种工具如镊子、培养皿等在使用前也需要严格灭菌。如果灭菌不彻底或者使用时间过长，也会造成污染。
- 接种室消毒不严
接种室在植物组织培养中是关键区域，其环境清洁度和无菌程度对培养成功率影响很大。接种室中未过滤的空气含有大量微生物，这些微生物会随着操作人员或植株接触而造成污染。所以，接种室的消毒工作非常关键。如果消毒不严或者频繁开关门窗导致空气流通不畅，都会增加污染风险。
- 操作过程中的污染
在植物组织培养过程中，操作人员的无菌操作规范程度对培养成功率有直接影响。如果操作人员在操作过程中未严格遵守无菌操作程序，如未穿戴消毒过的鞋帽、未认真洗手、未使用无菌工具等，都可能导致污染。此外，如果操作环境不洁净或者存在其他污染源，也可能引发污染。
微生物污染的危害
微生物污染对植物组织培养的危害体现在多个方面：
- 破坏培养基的营养成分
微生物污染会破坏培养基中的营养成分，使得组培苗无法获取足够的营养支持生长，从而导致生长缓慢甚至死亡。同时，微生物繁殖过程中产生的代谢产物可能对组培苗产生抑制或毒害作用。
- 影响组培苗的生长和发育
微生物污染会影响组培苗的正常生长和发育进程。受污染的组培苗可能生长缓慢、叶片发黄、茎秆细弱等。严重时，受污染的组培苗会死亡，导致培养失败。
- 传播病原菌
微生物污染还可能成为病原菌的传播途径。一旦受污染的组培苗用于生产或种植，就可能将病原菌传播到田间或其他植物上，导致病害扩散蔓延。
- 经济损失
微生物污染给植物组织培养带来巨大经济损失。受污染的组培苗需要丢弃或重新培养，这增加了生产成本和时间成本。而且微生物污染引发的病害扩散可能对农业生产造成更大损失。
解决措施
为有效解决植物组织培养中的微生物污染问题，需要采取一系列措施：
- 加强外植体的消毒处理
在采集外植体时，要选择健康、无病虫害的植物作为供体，同时避免损伤植物组织以减少微生物侵入机会。采集后，要对外植体进行严格的消毒处理，可采用化学消毒剂或物理方法。化学消毒剂如氯化汞、次氯酸钠等可用于浸泡或冲洗；物理方法如紫外线照射、高温高压蒸汽也可用于消毒。
- 提高培养基的灭菌质量
培养基的灭菌质量对植物组织培养成功率影响很大。制备培养基时，要严格控制灭菌条件，如时间、温度、压力等。灭菌后还要进行无菌检验，确保无菌状态。如果发现培养基污染，要及时丢弃并重新制备。
- 加强接种室的消毒和管理
接种室是植物组织培养的关键区域，其环境清洁度和无菌程度影响培养成功率。接种前要对接种室进行彻底清洁和消毒；接种过程中保持接种室密闭，防止空气流通不畅导致污染；接种后及时清理接种室并再次消毒。同时，要定期检查和维护接种室，确保其处于良好工作状态。
- 规范操作人员的无菌操作程序
操作人员的无菌操作规范程度影响植物组织培养成功率。操作时要穿戴消毒过的鞋帽、手套等防护设备，使用无菌工具，避免直接接触植物组织或培养基等易污染物品。
- 加强环境监控和防治措施
除上述措施外，还要加强环境监控和防治措施。植物组织培养过程中要定期监测评估环境，如空气洁净度、温度、湿度等，并根据监测结果采取相应防治措施，如增加空气净化器、调整温湿度等。还要对可能出现的病害进行预防和控制，如使用抗生素、抗真菌剂等化学药剂。
植物组织培养室消毒剂的选择
在植物组织培养过程中，消毒剂的选择至关重要。消毒剂要能有效杀灭或抑制微生物生长繁殖，且不能对植物组织造成损伤。以下是一些常用消毒剂及其特点：
- 氯化汞（升汞）
氯化汞是一种高效消毒剂，能杀灭多种微生物。但它对人体有害，使用时要特别小心。而且氯化汞具有腐蚀性，可能损伤植物组织，所以使用时需严格控制浓度和作用时间。
- 次氯酸钠
次氯酸钠是外植体表面灭菌常用的试剂之一，具有广谱杀菌作用，能杀灭多种细菌和真菌。不过，次氯酸钠有毒性，容易刺激眼睛、呼吸系统和皮肤，使用时需佩戴防护设备，严格控制浓度和作用时间。
- 双氧水
双氧水是比较理想的消毒剂，作用后分解为水和氧气，无残留。它能杀灭多种微生物，对植物组织损伤较小。但是双氧水不稳定，效力受温度、pH值、光照等因素影响，使用时需控制环境条件并定期检查有效性。
- 乙醇
乙醇是常用消毒剂，能杀灭多种细菌和真菌。在70% - 95%的浓度范围内广泛用于杀菌。但乙醇对植物有毒，长时间浸泡或高浓度使用会损坏外植体，使用时需控制浓度和作用时间，避免长时间浸泡。
过氧化氢消毒剂在组培实验室中的应用
- 外植体消毒
采集外植体后，使用诺福进行浸泡处理，能有效杀灭外植体表面的微生物，降低培养基污染风险。诺福强大的穿透力和湿润作用有助于其他消毒剂渗入，提高消毒效果。
- 实验室环境消毒
组培实验室中的空气、人员、墙壁、地板、天花板等都可能携带细菌、真菌、微生物等。诺福可以对空间环境进行喷雾式灭菌处理，有效杀灭空气中的微生物，减少污染风险。对于实验室的工作台、培养器械等，可以使用诺福进行擦拭或浸泡消毒，确保实验器材的无菌状态。
- 解决疑难微生物污染问题
对于传统消毒方法难以处理的菌种，如细菌芽孢、霉菌孢子等，诺福能够有效地杀灭和预防。
本文原文来自搜狐