馮瀅

摘 要 花生作為重要的油料作物和經(jīng)濟(jì)作物之一，有產(chǎn)量低、病蟲害為害嚴(yán)重、品質(zhì)適用性窄等特點(diǎn)，而組織培養(yǎng)技術(shù)是解決這些問題的重要手段。花生組織培養(yǎng)技術(shù)自20世紀(jì)50年代末運(yùn)用到現(xiàn)在已有60多年的歷程，在其蓬勃發(fā)展的背景下，有關(guān)花生組織培養(yǎng)再生體系的研究越來越多?；诖?，從外植體、培養(yǎng)基、激素、植物基因型和其他主要影響因素等方面，綜述花生組織培養(yǎng)再生體系的研究進(jìn)展，探討了當(dāng)前花生組織培養(yǎng)再生體系建立存在的問題，并對(duì)其前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞 花生;組織培養(yǎng);再生體系

中圖分類號(hào)：S565.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.11.064

花生（Arachis hypogaea L.）又名落花生，雙子葉植物，在世界范圍內(nèi)種植廣泛，主要分布在熱帶和亞熱帶地區(qū)，是重要的油料和經(jīng)濟(jì)作物之一。我國是全球花生貿(mào)易四大出口國之一，因而花生在我國占有極其重要的地位。由于它適應(yīng)性廣、耐旱、耐澇、耐瘠薄、經(jīng)濟(jì)效益較高，因此種植面積廣。目前，我國花生種植面積已超過333.33萬公頃，種植面積為油料作物的第二位，總產(chǎn)量居首位[1]。

隨著人民生活質(zhì)量的提高，對(duì)花生油和花生制品的需求逐年增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，花生油占油料作物油總產(chǎn)量的50%[2]。然而，傳統(tǒng)的花生繁殖方式較慢，新品種的種植較為困難，很難滿足種植需求。因此，建立花生組織培養(yǎng)和培育新品種的高效再生體系，已成為花生育種研究的必然選擇。目前，相關(guān)人員已建立了多個(gè)花生再生體系，但由于種種因素，花生再生體系不普遍，部分再生品種不穩(wěn)定，再生周期長，極大地限制了花生的發(fā)育。因此，優(yōu)化培養(yǎng)條件、提高培養(yǎng)基和激素比例、建立適應(yīng)各種基因型的再生體系，已成為一種新的品種研究和開發(fā)手段。在此背景下，討論了花生再生體系建立的一些影響因素，為今后獲得優(yōu)良的再生體系及其遺傳轉(zhuǎn)化提供參考。

1 外植體的影響

近年來，研究者們利用花生的不同部位作為外植體，探討了其對(duì)激素、環(huán)境等的應(yīng)答差異，取得了一定的進(jìn)展。莊東紅等[3]研究發(fā)現(xiàn)，不同外植體誘導(dǎo)芽分化存在顯著差異，上胚軸外植體的芽誘導(dǎo)率為29.7%，且每個(gè)外植體產(chǎn)芽數(shù)為3.5個(gè)。徐平麗等[4]研究顯示，以胚軸為外植體，可將芽分化率提高到83%，外植體產(chǎn)生的芽平均達(dá)到6～8個(gè)，且重復(fù)性好。雷萍萍等[5]研究顯示，花生成熟幼葉、子葉和下胚軸的愈傷誘導(dǎo)率存在差異，表現(xiàn)為幼葉產(chǎn)生愈傷的時(shí)間最早，其次為子葉，下胚軸的誘導(dǎo)時(shí)間最長，芽誘導(dǎo)率最低。袁宗勝等[6]研究顯示，不同的外植體對(duì)細(xì)菌性枯萎病的病原菌有不同的抗性，導(dǎo)致愈傷組織誘導(dǎo)率不同。溫世杰等[2]對(duì)不同激素濃度的花生種子進(jìn)行誘導(dǎo)，結(jié)果表明，完整胚的簇芽分化率高達(dá)100%。任艷等人[7]的研究，通過比較種子萌發(fā)不同時(shí)間的胚小葉的誘導(dǎo)率，表明花生誘導(dǎo)不定芽的最佳外植體為萌發(fā)6 d的胚小葉，不定芽誘導(dǎo)率為75%，遠(yuǎn)高于上胚軸（3.75%）、下胚軸（5%）和子葉（7.5%）的誘導(dǎo)率。隨著單倍體育種技術(shù)的誕生和發(fā)展，花藥培養(yǎng)已成為花生育種中的一項(xiàng)重要技術(shù)，具有縮短繁殖周期、消除雜種優(yōu)勢對(duì)后代選擇的干擾、保存常規(guī)育種不能獲得的重組物、誘導(dǎo)和選擇新變異等優(yōu)點(diǎn)[8]。袁美等[9]研究表明，花蕾長2～4 mm的花藥誘導(dǎo)外植體最佳，誘導(dǎo)率高達(dá)97.8%，且生長最大時(shí)對(duì)應(yīng)的小孢子處于單核期，有利于隨后的加倍和種質(zhì)純化。

2 培養(yǎng)基的影響

不同的研究者采用不同的培養(yǎng)基和花生組織開展研究，結(jié)果顯示，對(duì)于存在差異的花生組織進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，培養(yǎng)基不同，對(duì)應(yīng)的培養(yǎng)技術(shù)也不盡相同。通過這些研究，為花生培育開拓了多條道路。周俊輝等[10]主要研究了利用基本培養(yǎng)基培養(yǎng)對(duì)不同組織外植體時(shí)所起到的誘導(dǎo)作用，選用的培養(yǎng)基分別為B5、1/2MS和MS。研究結(jié)果表明，B5培養(yǎng)基能夠最大程度地誘導(dǎo)外植體愈傷組織萌發(fā)成苗，并且以胚軸為愈傷組織的誘導(dǎo)率最高。任艷等[7]進(jìn)行了關(guān)于羧卞青霉素在花生組織培養(yǎng)過程中對(duì)于細(xì)菌滋生抑制作用的研究，其研究結(jié)果可以看出，抑制效果較為明顯，存在抑制作用。徐平麗等[4]通過大量實(shí)驗(yàn)找出了能夠增加MS培養(yǎng)基誘導(dǎo)效率的方法，即添加0.8 mg·L-1的NAA和10 mg·L-1的6-BA，效率可提高至83%。阮建等[11]通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)卡那霉素能夠抑制花生組織在培養(yǎng)基中的生長。

3 植物激素的影響

培養(yǎng)基中激素的種類、濃度與組合對(duì)愈傷組織及叢生芽的形成起著至關(guān)重要的作用?；ㄉ偕w系建立中，通常使用的生長調(diào)節(jié)劑有6-BA、IAA以及NAA等。李艷等[12]研究得出，不同濃度的細(xì)胞分裂素（6-BA）和生長素（NAA）對(duì)芽誘導(dǎo)的影響顯著，其影響比NAA更明顯。但是，當(dāng)6-BA和NAA濃度過高時(shí)，則不利于誘導(dǎo)生芽。徐曉峰等[13]研究得出，噻重氮苯基脲（TDZ）直接或間接誘導(dǎo)外植體從愈傷組織形成到體細(xì)胞胚胎形成的一系列過程，同時(shí)具有生長素和細(xì)胞分裂素的特殊功能。但是，其他研究發(fā)現(xiàn)，TDZ誘導(dǎo)芽的伸長和生根有困難。

4 植物基因型的影響

王亞等[14]通過花粉管通道法，將攜帶PyTPS基因pCAMBIA2300-PrPS的重組載體導(dǎo)入花生中，得到Tn轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。申紅蕓等[15]利用下胚軸縱向轉(zhuǎn)化法，建立了一種利用根癌農(nóng)桿菌（Agrobacterium rhizogenes）誘導(dǎo)花生下胚軸轉(zhuǎn)基因毛狀根和根瘤的新方法。所以，外植體基因型的差異表明最佳培養(yǎng)基不同，因此可以通過篩選選擇不同的培養(yǎng)基比較不同基因型外植體的再生能力。不同品種的再生率和不定芽數(shù)量不同，不同品種在同一培養(yǎng)基上的再生率差異也較大，可能與內(nèi)源的含量有關(guān)。

5 其他因素的影響

能夠?qū)χ参锝M織再生能力產(chǎn)生影響的因素很多，除了上述4種因素以外，還存在很多因素能夠?qū)ζ湓偕^程產(chǎn)生影響。例如，幼苗生長的時(shí)間、組織植入的位置、再生過程中光照是否充足，以及一些無機(jī)物如硝酸銀（AgNO3）等。相關(guān)研究結(jié)果顯示，AgNO3不僅可以減少外植體的愈傷組織形成，抑制褐變，還可以提高芽誘導(dǎo)率。幼葉的細(xì)胞活性較高，新陳代謝較快，能夠更好地完成再生過程。也就是說，幼苗的苗齡越小，其再生能力越強(qiáng);苗齡越大，其再生能力越弱。在幼苗的苗齡相同時(shí)，它的生長生理狀況對(duì)其再生成功與否起到了關(guān)鍵作用。另外，溫度、濕度、光照等對(duì)幼苗的生長發(fā)育也起到了決定作用。例如，當(dāng)溫度在30 ℃以上時(shí)會(huì)影響幼苗根系的發(fā)育，甚至導(dǎo)致其死亡，而濕度最大也不能超過90%。此外，在幼苗生長過程中還要注意通風(fēng)。

6 結(jié)語

主要從外植體、培養(yǎng)基、激素、植物基因型和其他主要影響因素等方面，介紹了花生組織培養(yǎng)再生體系的研究進(jìn)展，主要研究內(nèi)容為在不同培養(yǎng)基中培養(yǎng)組織外植體時(shí)培養(yǎng)基所起到的誘導(dǎo)作用，并對(duì)其前景進(jìn)行了展望。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳明娜，遲曉元，潘麗娟，等.中國花生育種的發(fā)展歷程與展望[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014，30（9）：1-6.

[2] 溫世杰，鄭燕華，劉海燕，等.花生種子不同部位誘導(dǎo)愈傷和叢生芽的條件初探[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，38（16）：13-15.

[3] 莊東紅，周敏，鄭奕雄.花生幼葉芽誘導(dǎo)和植株再生研究[J].中國油料作物學(xué)報(bào)，2001（3）：14-16.

[4] 徐平麗，張傳坤，單雷.花生高效離體再生體系的建立[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006（2）：21-23.

[5] 雷萍萍，李美芹，張力凡，等.花生組織培養(yǎng)及高頻率植株再生[J].中國油料作物學(xué)報(bào)，2009，31（2）：163-166，172.

[6] 袁宗勝，劉芳，胡方平.花生離體培養(yǎng)條件下不同外植體對(duì)青枯菌粗毒素的抗性反應(yīng)[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，25（5）：618-622.

[7] 任艷，王輝，石延茂，等.抗生素在花生組織培養(yǎng)中的抑菌效應(yīng)研究[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（10）：74-75，81.

[8] 王海波，程奇.植物細(xì)胞工程的回顧與展望[J].科技導(dǎo)報(bào)，1993（3）：21-24.

[9] 袁美，任艷，李雙鈴，等.花生花藥培養(yǎng)的初步研究[J].花生學(xué)報(bào)，2004（4）：11-15.

[10] 周俊輝，何生根，劉義存，等.基本培養(yǎng)基和6-BA對(duì)花生去子葉胚離體培養(yǎng)形態(tài)發(fā)生的影響[J].仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006（1）：9-13.

[11] 阮建，郭峰，李新國，等.頭孢霉素與卡那霉素對(duì)花生組培苗生根的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，49（8）：33-37.

[12] 李艷，李少雄，周桂元，等.花生幼葉叢生芽的誘導(dǎo)和高效再生體系的建立[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006（7）：14-16.

[13] 徐曉峰，黃學(xué)林.TDZ：一種有效的植物生長調(diào)節(jié)劑[J].植物學(xué)報(bào)，2003，20（2）：227-237.

[14] 王亞，郭寶太，喬利仙，等.PyTPS轉(zhuǎn)化花生對(duì)其后代耐鹽性和品質(zhì)性狀的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2014，29（5）：175-179.

[15] 申紅蕓，熊宏春，郭笑彤，等.一種發(fā)根農(nóng)桿菌介導(dǎo)的花生遺傳轉(zhuǎn)化新方法[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2012，18（2）：518-522.

（責(zé)任編輯：趙中正）