花生組織培養(yǎng)再生體系研究進展

馮瀅

摘 要 花生作為重要的油料作物和經濟作物之一，有產量低、病蟲害為害嚴重、品質適用性窄等特點，而組織培養(yǎng)技術是解決這些問題的重要手段?；ㄉM織培養(yǎng)技術自20世紀50年代末運用到現(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)再生體系的研究進展，探討了當前花生組織培養(yǎng)再生體系建立存在的問題，并對其前景進行了展望。

關鍵詞 花生;組織培養(yǎng);再生體系

中圖分類號：S565.2 文獻標志碼：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)，是重要的油料和經濟作物之一。我國是全球花生貿易四大出口國之一，因而花生在我國占有極其重要的地位。由于它適應性廣、耐旱、耐澇、耐瘠薄、經濟效益較高，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，總產量居首位[1]。

隨著人民生活質量的提高，對花生油和花生制品的需求逐年增加。據(jù)統(tǒng)計，花生油占油料作物油總產量的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，相關人員已建立了多個花生再生體系，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，探討了其對激素、環(huán)境等的應答差異，取得了一定的進展。莊東紅等[3]研究發(fā)現(xiàn)，不同外植體誘導芽分化存在顯著差異，上胚軸外植體的芽誘導率為29.7%，且每個外植體產芽數(shù)為3.5個。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%，外植體產生的芽平均達到6～8個，且重復性好。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率存在差異，表現(xiàn)為幼葉產生愈傷的時間最早，其次為子葉，下胚軸的誘導時間最長，芽誘導率最低。袁宗勝等[6]研究顯示，不同的外植體對細菌性枯萎病的病原菌有不同的抗性，導致愈傷組織誘導率不同。溫世杰等[2]對不同激素濃度的花生種子進行誘導，結果表明，完整胚的簇芽分化率高達100%。任艷等人[7]的研究，通過比較種子萌發(fā)不同時間的胚小葉的誘導率，表明花生誘導不定芽的最佳外植體為萌發(fā)6 d的胚小葉，不定芽誘導率為75%，遠高于上胚軸（3.75%）、下胚軸（5%）和子葉（7.5%）的誘導率。隨著單倍體育種技術的誕生和發(fā)展，花藥培養(yǎng)已成為花生育種中的一項重要技術，具有縮短繁殖周期、消除雜種優(yōu)勢對后代選擇的干擾、保存常規(guī)育種不能獲得的重組物、誘導和選擇新變異等優(yōu)點[8]。袁美等[9]研究表明，花蕾長2～4 mm的花藥誘導外植體最佳，誘導率高達97.8%，且生長最大時對應的小孢子處于單核期，有利于隨后的加倍和種質純化。

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，結果顯示，對于存在差異的花生組織進行培養(yǎng)時，培養(yǎng)基不同，對應的培養(yǎng)技術也不盡相同。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)對不同組織外植體時所起到的誘導作用，選用的培養(yǎng)基分別為B5、1/2MS和MS。研究結果表明，B5培養(yǎng)基能夠最大程度地誘導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率最高。任艷等[7]進行了關于羧卞青霉素在花生組織培養(yǎng)過程中對于細菌滋生抑制作用的研究，其研究結果可以看出，抑制效果較為明顯，存在抑制作用。徐平麗等[4]通過大量實驗找出了能夠增加MS培養(yǎng)基誘導效率的方法，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]通過實驗研究發(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、濃度與組合對愈傷組織及叢生芽的形成起著至關重要的作用?；ㄉ偕w系建立中，通常使用的生長調節(jié)劑有6-BA、IAA以及NAA等。李艷等[12]研究得出，不同濃度的細胞分裂素（6-BA）和生長素（NAA）對芽誘導的影響顯著，其影響比NAA更明顯。但是，當6-BA和NAA濃度過高時，則不利于誘導生芽。徐曉峰等[13]研究得出，噻重氮苯基脲（TDZ）直接或間接誘導外植體從愈傷組織形成到體細胞胚胎形成的一系列過程，同時具有生長素和細胞分裂素的特殊功能。但是，其他研究發(fā)現(xiàn)，TDZ誘導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的重組載體導入花生中，得到Tn轉運蛋白。申紅蕓等[15]利用下胚軸縱向轉化法，建立了一種利用根癌農桿菌（Agrobacterium rhizogenes）誘導花生下胚軸轉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，可能與內源的含量有關。

5 其他因素的影響

能夠對植物組織再生能力產生影響的因素很多，除了上述4種因素以外，還存在很多因素能夠對其再生過程產生影響。例如，幼苗生長的時間、組織植入的位置、再生過程中光照是否充足，以及一些無機物如硝酸銀（AgNO3）等。相關研究結果顯示，AgNO3不僅可以減少外植體的愈傷組織形成，抑制褐變，還可以提高芽誘導率。幼葉的細胞活性較高，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;苗齡越大，其再生能力越弱。在幼苗的苗齡相同時，它的生長生理狀況對其再生成功與否起到了關鍵作用。另外，溫度、濕度、光照等對幼苗的生長發(fā)育也起到了決定作用。例如，當溫度在30 ℃以上時會影響幼苗根系的發(fā)育，甚至導致其死亡，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。

6 結語

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)再生體系的研究進展，主要研究內容為在不同培養(yǎng)基中培養(yǎng)組織外植體時培養(yǎng)基所起到的誘導作用，并對其前景進行了展望。

參考文獻：

[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].中國農學通報，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愈傷和叢生芽的條件初探[J].廣東農業(yè)科學，2011，38（16）：13-15.

[3] 莊東紅，周敏，鄭奕雄.花生幼葉芽誘導和植株再生研究[J].中國油料作物學報，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].山東農業(yè)科學，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].中國油料作物學報，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青枯菌粗毒素的抗性反應[J].福建農業(yè)學報，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)中的抑菌效應研究[J].山東農業(yè)科學，2011（10）：74-75，81.

[8] 王海波，程奇.植物細胞工程的回顧與展望[J].科技導報，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].花生學報，2004（4）：11-15.

[10] 周俊輝，何生根，劉義存，等.基本培養(yǎng)基和6-BA對花生去子葉胚離體培養(yǎng)形態(tài)發(fā)生的影響[J].仲愷農業(yè)技術學院學報，2006（1）：9-13.

[11] 阮建，郭峰，李新國，等.頭孢霉素與卡那霉素對花生組培苗生根的影響[J].山東農業(yè)科學，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和高效再生體系的建立[J].廣東農業(yè)科學，2006（7）：14-16.

[13] 徐曉峰，黃學林.TDZ：一種有效的植物生長調節(jié)劑[J].植物學報，2003，20（2）：227-237.

[14] 王亞，郭寶太，喬利仙，等.PyTPS轉化花生對其后代耐鹽性和品質性狀的影響[J].華北農學報，2014，29（5）：175-179.

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

（責任編輯：趙中正）