沙打旺愈傷組織再分化及植株形成的研究進(jìn)展

王未祥，高建民，張愛東，張瓊琳，王海霞，孫 杰

（1.內(nèi)蒙古大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010；2.內(nèi)蒙古赤峰市草原工作站，內(nèi)蒙古 赤峰 024000；3.內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031）

沙打旺愈傷組織再分化及植株形成的研究進(jìn)展

王未祥1，高建民1，張愛東2，張瓊琳3，王海霞3，孫 杰3

（1.內(nèi)蒙古大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010；2.內(nèi)蒙古赤峰市草原工作站，內(nèi)蒙古 赤峰 024000；3.內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031）

從實(shí)驗(yàn)材料的基因型、生理狀態(tài)、培養(yǎng)條件和操作方法等方面介紹了沙打旺愈傷組織再分化及植株形成的研究進(jìn)展，以期為培育能夠適應(yīng)北方高原寒冷氣候的、具有優(yōu)良性狀的沙打旺品種提供有益參考。

沙打旺；組織培養(yǎng)；生物技術(shù)

沙打旺（Astragalus adsurgens）屬豆科黃芪屬多年生草本植物，又名直立黃芪、麻豆秧。其耐干旱耐鹽堿，適應(yīng)性強(qiáng)，是我國(guó)特有的適用于改良荒山和固沙的優(yōu)良牧草。作為具有水土保持和綠肥等兼用型的牧草，其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)力高、抗逆性強(qiáng)，并具有固沙能力等。由于沙達(dá)旺的生育期長(zhǎng)且兼有自花授粉和異花授粉的習(xí)性，導(dǎo)致其花期不集中，最終造成種子的質(zhì)量很差，產(chǎn)量較低，直接影響了其推廣與應(yīng)用。

沙打旺作為飼料具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，可直接作為駱駝、豬、兔子、馬、牛、羊等牲畜的飼料。其可制成干草、青貯和發(fā)酵飼料等喂飼，也可割草喂飼。沙打旺不僅可以直接壓青作基肥和異地壓青作追肥，而且其秸稈可以制作堆肥和漚肥。此外，在黃河周邊等風(fēng)沙面積較大的地區(qū)種植沙打旺，可以減少風(fēng)沙危害、防止水土流失、改良土壤和保護(hù)果林。

目前，組織培養(yǎng)技術(shù)已在很多生物技術(shù)中成為必不可少的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，組織培養(yǎng)是植物遺傳轉(zhuǎn)化操作的基礎(chǔ)步驟。為了使沙打旺適應(yīng)北方高原的寒冷氣候，可利用高品質(zhì)、生育期短的品種通過組織培養(yǎng)的手段進(jìn)行探索。而影響沙打旺愈傷組織再分化及植株形成的因素可能與外植體的材料、培養(yǎng)基等的選擇有關(guān)。

1 外植體材料

1.1 品種基因型 植株的再生頻率在很大程度上受植物基因型的影響。供體植株所處的環(huán)境條件和其本身含有的某些化學(xué)物質(zhì)造成了不同基因型之間再生頻率的差異。有人認(rèn)為，不同基因型植株產(chǎn)生的內(nèi)在化學(xué)物質(zhì)的量不同且受到內(nèi)在化學(xué)物質(zhì)的抑制程度不同，導(dǎo)致植株再生的難易程度不同［1］。也有人認(rèn)為，不同品種材料的內(nèi)源激素含量不同，導(dǎo)致植株的分化頻率和分化速度不同［2］。但大多數(shù)人認(rèn)為，再生頻率的差異與植株基因的作用有關(guān)。覃建兵等［3］對(duì)不同基因型小麥的愈傷組織進(jìn)行誘導(dǎo)，結(jié)果顯示，成熟胚愈傷組織的誘導(dǎo)、綠苗的再生以及根的分化都存在顯著的基因型效應(yīng)，證實(shí)了梁竹青等［4］關(guān)于“相同外植體的誘導(dǎo)分化是受基因型控制的一種性狀”的論斷。有研究指出，在相同的誘導(dǎo)條件下，誘導(dǎo)出的不同品種沙打旺的愈傷組織具有顯著差異。愈傷組織經(jīng)誘導(dǎo)培養(yǎng)后，不同基因型的外植體愈傷組織形成能力存在明顯差異。這是因?yàn)椴煌贩N具有不同的遺傳學(xué)特性，其決定了該品種生長(zhǎng)過程中不同的生化機(jī)制，造成了不同的外植體狀態(tài)。不同的外植體狀態(tài)對(duì)培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件的反應(yīng)不同，從而使形成的愈傷組織和細(xì)胞形態(tài)不同，最終對(duì)植株根和芽的分化造成了影響?；蛐偷牟町愒斐闪瞬煌某鲇屎陀鷤|(zhì)量，進(jìn)一步證實(shí)了愈傷組織的誘導(dǎo)與基因型的選擇密切相關(guān)。因此，可以提取不同品種沙打旺的RNA，利用高通量測(cè)序方法，分析影響沙打旺植株再生能力的基因，并設(shè)計(jì)相關(guān)試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，為提高組織培養(yǎng)的成功率提供重要的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。

1.2 不同器官外植體 同一植株的不同器官對(duì)誘導(dǎo)條件的反應(yīng)有明顯差異，某些部位誘導(dǎo)分化的成功率很高，而有些部位卻很難脫分化，即使能夠脫分化其再分化頻率也很低。Vander等認(rèn)為，以成熟種子為外植體材料進(jìn)行組織培養(yǎng)，其誘導(dǎo)產(chǎn)生的愈傷組織再生植株的頻率明顯比以幼穗為外植體材料低，認(rèn)為幼穗是誘導(dǎo)胚性愈傷組織的最好外植體［5］。一些國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過對(duì)相同植株不同器官的組織培養(yǎng)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)植株的幼穗、莖段、花序、未成熟胚和成熟種子等都可以用于誘導(dǎo)愈傷組織，但是植株的不同器官，其誘導(dǎo)能力不同。幼穗和未成熟胚的出愈率和愈傷組織的分化率較高，莖段和花序的出愈率和愈傷組織的分化率較低。在同樣的培養(yǎng)條件下，不同器官即使都能誘導(dǎo)出愈傷組織，但是只有幼穗愈傷組織能夠繼續(xù)分化出再生植株［6］。由此可知，合適的外植體也是影響組織培養(yǎng)能否成功的關(guān)鍵因素之一。研究已知，植株不同部位上的同一種器官，具有不同的再生能力。眾所周知，從植物的生態(tài)學(xué)上端由下往上可知，位于基部的器官，其幼年組織的形態(tài)發(fā)生能力與老年組織相比更強(qiáng)，而位于頂端的器官，其生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)間短，但是生理年齡卻相當(dāng)老，其發(fā)育更成熟，易于花器官的形成。研究表明，能產(chǎn)生淡黃色致密愈傷組織的器官是小花分化前的幼穗（1～3mm），且產(chǎn)生愈傷組織的時(shí)間及質(zhì)量在大于2mm的各部位差異顯著。產(chǎn)生愈傷組織時(shí)間最短且生長(zhǎng)最快的是位于幼穗中部的小花，其能進(jìn)行多次的繼代培養(yǎng)，而產(chǎn)生愈傷組織時(shí)間最長(zhǎng)的是小花頂端，其具有疏松的愈傷組織。而不產(chǎn)生愈傷組織的是比較大的幼穗，因此幼穗發(fā)育時(shí)期的大小能影響愈傷組織的質(zhì)量和誘導(dǎo)率。

事實(shí)證明，體細(xì)胞胚的產(chǎn)生受植株外植體發(fā)育程度和生理狀態(tài)的影響，誘導(dǎo)體細(xì)胞胚產(chǎn)生的最好的組織為分化程度較低而生理代謝旺盛的組織。因此，不同外植體產(chǎn)生愈傷組織所需的時(shí)間不同，產(chǎn)生愈傷組織的百分率也因不同外植體而異。有研究表明，下胚軸、子葉在分化培養(yǎng)基上產(chǎn)生愈傷組織的平均百分率較高，而外植體采用根的誘導(dǎo)率較低。這也證實(shí)了愈傷組織的產(chǎn)生與生理狀態(tài)不同的植物器官對(duì)組織培養(yǎng)存在影響，脫分化能力的大小與同一種植物不同外植體有關(guān)，因此，沙打旺組織培養(yǎng)要選擇合適的外植體。

植株不同部位的器官其再生能力和生理狀態(tài)有明顯的不同，愈傷組織及體細(xì)胞胚的形成發(fā)育能力與不同外植體的選擇有關(guān)。但部分外植體取材困難和季節(jié)限制不能周年供應(yīng)等因素都會(huì)影響沙打旺組織培養(yǎng)的研究工作。近年來，許多學(xué)者都利用沙打旺的葉片和芽尖進(jìn)行組織培養(yǎng)，但是還需要進(jìn)一步完善培養(yǎng)條件才能提高植株再生的頻率。

2 培養(yǎng)基

培養(yǎng)基是外植體生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來源，沙打旺愈傷組織的形成、細(xì)胞培養(yǎng)和植株再生都需要培養(yǎng)基中的某些化學(xué)成分，因此，選擇合適的培養(yǎng)基能夠促進(jìn)沙打旺愈傷組織的再分化和植株的再生。

2.1 基本培養(yǎng)基 MS培養(yǎng)基和N6培養(yǎng)基是組織培養(yǎng)中最常用的2種培養(yǎng)基，這2種培養(yǎng)基都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。首先，MS培養(yǎng)基中銨鹽和硝酸鹽等無機(jī)鹽的濃度較高，因此不需要添加更多的有機(jī)附加物，就能滿足沙打旺對(duì)各營(yíng)養(yǎng)元素的需求，能夠加速其愈傷組織的生長(zhǎng)和再分化，但外植體褐變往往是由培養(yǎng)基中的鹽濃度過高所導(dǎo)致［7］。N6培養(yǎng)基含有大量的 KNO3和（NH4）2SO4，但是不含有鉬，高濃度的NH4NO3對(duì)培養(yǎng)基中的植株再生至關(guān)重要，有時(shí)可作為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑使用。使用不同種類的基本培養(yǎng)基可能對(duì)沙打旺愈傷組織的形成和植株再生產(chǎn)生不同的影響。

2.2 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì) 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)是組織培養(yǎng)中不可缺少的外源激素，其主要有2，4-D、6-BA、KT、ZT、NAA、kin 等，這些物質(zhì)能夠影響愈傷組織的再分化和植株的再生。不同種類和濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)對(duì)外植體誘導(dǎo)形成根和芽的影響不同。因此，愈傷組織誘導(dǎo)成敗的關(guān)鍵在于培養(yǎng)條件中植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的種類和濃度，而不是外植體的來源和種類。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)對(duì)沙打旺愈傷組織的形成和植株的再生能力具有提高作用，需要通過試驗(yàn)來驗(yàn)證其最適合的種類和濃度。

2.2.1 2，4-D對(duì)愈傷組織誘導(dǎo)的作用：2，4-D屬生長(zhǎng)素類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，是多種植物愈傷組織的誘導(dǎo)脫分化所必需的。有研究表明，2，4-D可改變花粉原來的正常發(fā)育途徑。而且2，4-D能影響植株基因的表達(dá)，其與染色質(zhì)中的組蛋白相結(jié)合，使組蛋白脫離DNA鏈，促使DNA鏈活化，導(dǎo)致大量的DNA復(fù)制，細(xì)胞進(jìn)行連續(xù)的分裂，最終形成愈傷組織，從而控制植株愈傷組織再分化植株的再生。因此，不同濃度的2，4-D可以造成植株愈傷組織再分化難易程度的不同。

單獨(dú)使用含2，4-D的培養(yǎng)基對(duì)愈傷組織的誘導(dǎo)效果顯著。研究已知，在使用不含2，4-D的4種培養(yǎng)基（MS、1/2MS、N6、1/2N6）對(duì)幼胚進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，幼胚萌發(fā)率最高的是N6培養(yǎng)基，而將2，4-D加入培養(yǎng)基后，幼胚萌發(fā)率驟減；在接種第4天便可發(fā)生脫分化，產(chǎn)生愈傷組織，少量脫分化組織里出現(xiàn)再生芽［8］。

盡管較高濃度的2，4-D有利于胚性愈傷組織的誘導(dǎo)，但在一定程度上2，4-D也是促使愈傷組織褐化的一個(gè)重要因素［9］。在對(duì)只有2，4-D的培養(yǎng)基與不加任何激素的MS培養(yǎng)基的對(duì)比研究中發(fā)現(xiàn)，在含有2，4-D的培養(yǎng)基中細(xì)胞分裂素氧化酶和IAA氧化酶的活性明顯降低，造成愈傷組織不能正常生長(zhǎng)和分化，而且愈傷組織出現(xiàn)的褐化和水化現(xiàn)象可能是由于培養(yǎng)基中2，4-D的存在以及生長(zhǎng)素類似物在整個(gè)培養(yǎng)系統(tǒng)中始終處于高濃度的狀態(tài)。研究證實(shí)，培養(yǎng)基中高濃度生長(zhǎng)素導(dǎo)致愈傷組織褐化的原因是其誘導(dǎo)愈傷組織內(nèi)多酚氧化酶活性升高。因此，為減少組織培養(yǎng)中的無性系變異，誘導(dǎo)時(shí)應(yīng)用的生長(zhǎng)素濃度通常為0.5～12 mg/L。

2，4-D也經(jīng)常與其他植物生長(zhǎng)素類或細(xì)胞分裂素類物質(zhì)一起使用來進(jìn)行植物愈傷組織的誘導(dǎo)。生長(zhǎng)素類和細(xì)胞分裂素類的不同配比對(duì)植物愈傷組織誘導(dǎo)影響差異不同。當(dāng)2，4-D和6-BA配合使用時(shí)，出現(xiàn)淡黃色、顆粒狀愈傷組織形態(tài)的比例較單獨(dú)使用2，4-D時(shí)高。而且，在誘導(dǎo)愈傷組織中，較高含量的細(xì)胞分裂素會(huì)在一定程度上抑制愈傷組織的形成，因此生長(zhǎng)素類物質(zhì)的作用顯得更為重要。周宜君等［10］研究表明，不同比例的2，4-D與6-BA對(duì)部分植物誘導(dǎo)愈傷組織出愈率的影響存在差異。但是，不同濃度的2，4-D對(duì)沙打旺愈傷組織的形成是否同其他植株一樣，尚未有研究報(bào)道。

2.2.2 NAA對(duì)愈傷組織誘導(dǎo)的作用：研究證實(shí)，在誘導(dǎo)愈傷組織時(shí)，NAA的效果優(yōu)于2，4-D，且無論其與哪一種細(xì)胞分裂素類物質(zhì)同時(shí)使用，都能夠產(chǎn)生100%的愈傷組織誘導(dǎo)率。研究表明，生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)蘆薈的誘導(dǎo)效果為 6-BA＞IBA＞2，4-D＞NAA，而對(duì)蘿卜愈傷組織的誘導(dǎo)效果為 NAA＞2，4-D＞IBA［11］。在單獨(dú)使用NAA對(duì)杜仲幼葉愈傷組織進(jìn)行誘導(dǎo)時(shí)，取得了100%的誘導(dǎo)率。NAA與2，4-D和6-BA的配比使用對(duì)植物愈傷組織的誘導(dǎo)也有顯著效果。NAA在誘導(dǎo)植物愈傷組織過程中的一般使用濃度范圍為0.05～20 mg/L。NAA對(duì)沙打旺愈傷組織誘導(dǎo)率的影響有待研究證實(shí)。

2.3 瓊脂 瓊脂是培養(yǎng)基的基本組分，在固體培養(yǎng)基中是必不可少的。瓊脂在凝固過程中使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)包含于瓊脂內(nèi)。沙打旺可處于培養(yǎng)基表面，既能吸收必需的養(yǎng)分和水分，又不會(huì)因缺氧而死亡。增加培養(yǎng)基中的瓊脂含量可以提高正常試管苗與玻璃苗的比率［12］。

2.4 蛋白水解物 有研究證實(shí)，蛋白水解物能啟動(dòng)胚性愈傷組織形成。研究發(fā)現(xiàn)，一些禾本科植物中的脯氨酸和谷氨酰胺在組織培養(yǎng)中能誘導(dǎo)胚性愈傷組織的產(chǎn)生。愈傷組織的質(zhì)量和再生率的提高是由于水解酪蛋白的存在，而能誘導(dǎo)未成熟胚愈傷組織的是酪蛋白水解物、脯氨酸和肌醇等有機(jī)物，但是這些有機(jī)物對(duì)成熟種子愈傷組織的誘導(dǎo)可產(chǎn)生不利影響。因此，可添加有機(jī)物促進(jìn)芽尖和葉片等外植體愈傷組織的再分化。黑麥草的組培試驗(yàn)表明，高濃度的氨基酸添加物與對(duì)照相比并沒有改善植株的再生率。因此，在沙打旺的組織培養(yǎng)中如何正確合理地使用這些氨基酸添加物還需進(jìn)一步研究。

2.5 碳水化合物 蔗糖是配制培養(yǎng)基時(shí)最常用的碳水化合物。因?yàn)檎崽遣粌H可以作為碳源為植物提供有機(jī)碳，而且其濃度的改變會(huì)直接影響培養(yǎng)基的滲透壓。胚性愈傷組織的形成和植株再生不僅需要在培養(yǎng)基中加入適量的植物激素和蛋白水解物，而且還需要加入適當(dāng)?shù)奶妓衔铩Ｔ趯?duì)紫羊茅愈傷組織進(jìn)行長(zhǎng)期培養(yǎng)和懸浮培養(yǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，蔗糖濃度的增加會(huì)提高植株的再生能力，降低白化苗的數(shù)量。國(guó)外學(xué)者研究表明，在培養(yǎng)基中加入凝膠和碳水化合物，能明顯提高黑麥草胚性愈傷組織的形成。國(guó)內(nèi)學(xué)者研究表明，蔗糖對(duì)黑麥草的分化有顯著的影響，黑麥草分化所需的蔗糖比例最低為3%。在培養(yǎng)基中提高蔗糖和瓊脂濃度，愈傷組織狀態(tài)能發(fā)生改善，這樣會(huì)促進(jìn)胚性愈傷組織的發(fā)生與植株再生。劉文真等［13］研究表明，蔗糖的使用提高了多年生黑麥草的再生頻率。以上研究表明，高濃度的蔗糖有利于提高植株再生頻率，可促進(jìn)胚性愈傷組織的發(fā)生。因此，在沙打旺的組織培養(yǎng)過程中可以使用合適的蔗糖濃度以促進(jìn)愈傷組織的發(fā)生和植株的再生。

3 愈傷組織再生植株的組織學(xué)研究

沙打旺的愈傷組織可分為3種類型：Ⅰ型，組織結(jié)構(gòu)緊密，形態(tài)復(fù)雜多樣，細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢，產(chǎn)生較少的胚狀體，其通過器官發(fā)生途徑再生，不易長(zhǎng)期繼代；Ⅱ型，組織結(jié)構(gòu)松散，呈顆粒狀，細(xì)胞生長(zhǎng)較快，通過胚狀體途徑再生，在長(zhǎng)期繼代培養(yǎng)中仍有胚性；Ⅲ型，組織結(jié)構(gòu)黏軟，形狀呈水浸狀，細(xì)胞顏色為白色透明或半透明，該種組織已喪失了分化能力，但是繼代培養(yǎng)容易，是非胚性愈傷組織。這3種愈傷組織類型中Ⅱ型和Ⅲ型愈傷組織是非胚性的，而Ⅰ型愈傷組織是胚性的。因此，為了提高植株的再生能力，需要控制形成Ⅰ型愈傷組織。

3.1 芽分化的組織學(xué) 沙打旺愈傷組織表面的分生細(xì)胞在大量分裂后，其表面開始變得平滑，且垂周分裂的表層細(xì)胞形成只有一層細(xì)胞的原套，使其明顯與愈傷組織形成隔離。表層下的細(xì)胞形成原體，向四周進(jìn)行分裂。原套、原體與正常芽的分化基本相同，在生長(zhǎng)錐的表層、側(cè)面及表層下的細(xì)胞分裂加快，突起形成葉原基。分生組織帶的形成在葉原基下［14］。原表皮和原形成層由沙打旺的生長(zhǎng)錐內(nèi)分化而出。原形成層來源于苗端分生組織，而擬形成層來源于愈傷組織中的薄壁細(xì)胞。原形成層進(jìn)一步分化形成維管組織是在芽端向上生長(zhǎng)、分化過程中發(fā)生的。一個(gè)完整的芽是在芽分化位置的下方，由原形成層分化的維管組織與愈傷組織中的維管組織結(jié)節(jié)的擬形成層連接起來而形成的。最終，形成一個(gè)類似殼狀的維管組織團(tuán)。這個(gè)結(jié)節(jié)團(tuán)的中央是由薄壁細(xì)胞構(gòu)成的“髓”，其次是木質(zhì)部、形成層、韌皮部。芽的其他分化方式還包括首先形成許多葉狀體，然后葉狀體的表面?zhèn)€別細(xì)胞啟動(dòng)，形成分生細(xì)胞，最后分化成芽。

3.2 根分化的組織學(xué) 植物莖中維管束可排列形成環(huán)狀。孫輝等［15］研究表明，將再生幼苗的莖切斷插入生根培養(yǎng)基中，第3天時(shí)，維管束間的薄壁細(xì)胞及靠近韌皮部的薄壁細(xì)胞中的個(gè)別細(xì)胞脫分化，呈現(xiàn)分生細(xì)胞狀，其中有些細(xì)胞已開始分裂；第4天時(shí)，已分裂的細(xì)胞形成不定根原基，開始向外突起；第5天時(shí)，不定根原基開始出現(xiàn)層狀的規(guī)則結(jié)構(gòu)，不定根原基原分生組織由每一層的原始細(xì)胞及其部分衍生細(xì)胞所構(gòu)成；第6天時(shí)，原表皮、基本分生組織、原形成層根冠明顯生成，表明根的初生分生組織已基本形成；最后，根尖端從莖皮層開始突破。在根的產(chǎn)生過程中，有部分脫分化細(xì)胞在莖皮層中產(chǎn)生，且這部分細(xì)胞分裂后可形成少量的愈傷組織，無其他組織分化，僅有薄壁細(xì)胞。根原形成層繼續(xù)分化的維管組織與原莖的維管組織聯(lián)系起來，構(gòu)成完整的維管組織系統(tǒng)，達(dá)到結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一［16］。

4 生物技術(shù)

植物生物技術(shù)育種的基礎(chǔ)是組織培養(yǎng)（包括細(xì)胞培養(yǎng)）。目前已有大量關(guān)于牧草的組織培養(yǎng)和誘導(dǎo)植株再生方面的研究。在牧草育種方面，已被應(yīng)用的組織培養(yǎng)技術(shù)有微體繁殖及人工種子，幼胚培養(yǎng)，花藥培養(yǎng)，單倍體利用，種質(zhì)資源保存，體細(xì)胞無性系變異及其離體選擇等［17］。為建立牧草基因轉(zhuǎn)化技術(shù)系統(tǒng)，要有計(jì)劃地選擇牧草品種，提取目的基因（或引進(jìn)），構(gòu)建載體（或引進(jìn)），開發(fā)有效的適合牧草特點(diǎn)的基因轉(zhuǎn)化技術(shù)，同時(shí)還要進(jìn)一步研究外源基因直接轉(zhuǎn)化的方法［18］。

根據(jù)牧草的特點(diǎn)和育種的需求，利用基因工程技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)抗病蟲、抗旱、耐鹽堿、高蛋白、耐寒、固氮等高難度的育種目標(biāo)，而且可以通過將外源基因轉(zhuǎn)入供體植株的方式，改變植株的再生能力，增強(qiáng)愈傷組織再分化的能力，提高組織培養(yǎng)的成功率，且導(dǎo)入外源基因的供體植株仍然可以再成為供體，從而形成良好的循環(huán)。因此，可以使用轉(zhuǎn)基因技術(shù)來提高沙打旺愈傷組織的再分化能力。

牧草生物技術(shù)的關(guān)鍵是植物再生體系的確立，一個(gè)良好的再生體系可以極大地縮短轉(zhuǎn)基因育種年限，提高育種成功率［19］。植物基因轉(zhuǎn)化的受體系統(tǒng)主要來源于組織培養(yǎng)。作為基因轉(zhuǎn)化的受體系統(tǒng)，應(yīng)具有穩(wěn)定的外植體來源、較高的遺傳穩(wěn)定性、較強(qiáng)的再生能力，應(yīng)對(duì)選擇性抗生素敏感，對(duì)農(nóng)桿菌侵染敏感等［20］。植物遺傳轉(zhuǎn)化的重要條件是建立高效的組織培養(yǎng)再生體系。而有關(guān)牧草組織培養(yǎng)的研究較少，再生體系的建立相對(duì)較難，很大程度上制約了牧草的遺傳轉(zhuǎn)化研究。因此，建立高效的組織培養(yǎng)再生體系勢(shì)在必行［21］。

沙打旺原生質(zhì)體再生植株實(shí)驗(yàn)體系的建立，使得利用細(xì)胞遺傳操作技術(shù)改良沙打旺的不良性狀變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。再生體系的建立不僅可以研究植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生的分子機(jī)理，而且可以通過利用TDNA插入標(biāo)記或轉(zhuǎn)座子標(biāo)簽技術(shù)來篩選沙打旺體細(xì)胞胚胎發(fā)育突變體。

5 小結(jié)

在組織培養(yǎng)中，影響沙打旺愈傷組織再分化和植株再生的因素是方方面面的。為提高植株的再生能力，應(yīng)綜合考慮各方面的因素，繼續(xù)將生物技術(shù)引入牧草培養(yǎng)中，以獲得最高的再生率。為進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)系統(tǒng)化地開展研究，使之規(guī)?；a(chǎn)，以開發(fā)牧草產(chǎn)品的二次經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

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Research Progress on Callus Redifferentiation and Plantlet Formation of Astragalus adsurgens

WANG Wei-xiang1，GAO Jian-min1，ZHANG Ai-dong2，ZHANG Qiong-lin3，WANG Hai-xia3，SUN Jie3
（1.Inner Mongolia University，Hohhot 010010，China；2.Chifeng Municipal Grassland Working Station of Inner Mongolia，Chifeng 024000，China；3.Inner Mongolia Academy of Agricultural and Husbandry Sciences，Hohhot 010031，China）

We introduced the research progress on callus redifferentiation and plantlet formation of Astragalus adsurgens in the aspects of genotype,physiological state,culture condition and operation method of experimental materials,so as to provide references for the cultivation of new Astragalus adsurgens variety with fine traits and adaptability to the cold climate of northern plateau.

Astragalus adsurgens；tissue culture；biotechnology

S541

A文章順序編號(hào)：1672-5190（2016）08-0030-05

2016－07－15

項(xiàng)目來源：內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)創(chuàng)新基金項(xiàng)目“農(nóng)牧業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用研究——高蛋白低木質(zhì)素沙打旺新品種（系）的創(chuàng)新”（2011CXJJM01）。

王未祥（1993—），男，所學(xué)專業(yè)為園藝。

孫杰（1963—），女，研究員，博士，主要研究方向?yàn)椴輼I(yè)科學(xué)。

（責(zé)任編輯： 趙俊利）