茄子細胞工程技術(shù)應(yīng)用研究進展

賈 利，馬紹鋆，江海坤，嚴(yán)從生，王 艷，王明霞，葛治歡，俞飛飛，張其安，董言香，方 凌*

(1. 安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，合肥 230031；2. 園藝作物種質(zhì)創(chuàng)制及生理生態(tài)安徽省重點實驗室，合肥 230031)

茄子（Solanum melongenaL., 2n = 2x = 24）屬茄科茄屬，是世界上常見的蔬菜作物之一，廣泛種植在熱帶和亞熱帶地區(qū)，也逐漸成為各地區(qū)的主要經(jīng)濟作物。然而茄科作物的遺傳基礎(chǔ)變得日益狹窄，導(dǎo)致新品種培育也日趨遭遇瓶頸，越來越難以滿足生產(chǎn)和市場的需求以及環(huán)境的變化，同時各種非生物和生物脅迫也長期影響著茄子種植的經(jīng)濟效益[1]。因此，培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)又具有綜合抗性(抗病、抗蟲和抗逆)的茄子新品種就成為解決問題的關(guān)鍵。傳統(tǒng)育種技術(shù)可以改良茄子群體不良性狀如植株倒伏、果實畸形、不耐儲運、萼片和葉片帶刺等，但是耗時較長且效果不佳，同時存在雜交障礙以及優(yōu)異種質(zhì)資源匱乏等問題；常見的化學(xué)試劑可以有效控制病害，但會產(chǎn)生食品安全、害蟲抗性并造成環(huán)境污染等其他問題[2]。隨著分子生物學(xué)和現(xiàn)代生物技術(shù)的融合發(fā)展，細胞工程技術(shù)可以有效解決以上難題，為茄子的品種改良開辟了新途徑。

本文從細胞學(xué)分析、組織培養(yǎng)和基因工程3 個方面系統(tǒng)總結(jié)了國內(nèi)外關(guān)于茄子細胞工程育種技術(shù)的研究進展，并對今后的研究方向進行了展望，以期為茄子作物的細胞工程育種技術(shù)研究、品種改良和種質(zhì)創(chuàng)制等方面的研究提供一定的技術(shù)參考。

1 細胞學(xué)分析

1.1 染色體核型

核型反映了一個物種在其染色體水平的整體特征，其基本方法是基于染色體長度、臂比及核型不對稱系數(shù)等信息進行[3]，可作為物種分類、親緣關(guān)系辨明和品種鑒定的依據(jù)。在茄子雜交育種中，核型背景的研究可為親本選配和新品種的選育提供可靠的細胞學(xué)依據(jù)。

目前，茄子的核型研究結(jié)果多屬于常規(guī)的染色體核型分析，即源于體細胞染色體在普通光學(xué)顯微鏡下測定的表型特征。在研究刺天茄的染色體組型時，Krishnappa 等[4]在按照長度將其分為4 類的基礎(chǔ)上，又根據(jù)初級縊痕和次級縊痕及隨體位置的差別劃分為17 類。按照上述分類，吳世斌等[5]研究了來自西雙版納的4 份野生茄子和2 個栽培茄品種，發(fā)現(xiàn)各野生茄不同種間及同種群間的染色體組型差異較大，栽培茄間則較為相近，且認(rèn)為具有隨體的染色體在全組中的相對長度的位次變化似乎與相對長度有一定關(guān)系。

部分茄子野生種與栽培種之間不易區(qū)分，作為一個整體稱為茄子復(fù)合體[6]。Sakata 等通過觀察同工酶及葉綠體DNA 譜帶，對茄子發(fā)育進行了較為系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)腥紅色的茄子是由野生茄子演化而來的[7]。按照詹園鳳等的核型分析標(biāo)準(zhǔn)，研究發(fā)現(xiàn)部分野生茄與栽培茄子均為‘2A’型（核型較對稱），屬于較原始類型，表明它們之間有著密切的親緣關(guān)系和遺傳上的同質(zhì)性[8]。此外，與野生茄相比，栽培茄的核型不對稱性增強，不同品種的隨體染色體分布位置存在差異[9]。茄子亞屬大多數(shù)植物都有1對隨體染色體[10-11]，少數(shù)有2 對和3 對[4,12]，還有一些未發(fā)現(xiàn)隨體染色體[13]。詹園鳳等[14]通過對2 個栽培茄品種‘屏東長茄’和‘紫奇’的核型進行分析，得出‘屏東長茄’的核型公式為2n = 22m + 2sm(2SAT)，染色體相對長度組成為2n = 10M1(中短染色體)+ 14M2(中長染色體)；‘紫奇’的核型公式為2n =20m + 4sm (2SAT)，染色體相對長度組成為2n =14M1(中短染色體)+10M2(中長染色體)；兩個品種的染色體數(shù)目均為2n = 24，核型均為‘2A’型。林珊珊[15]研究發(fā)現(xiàn)‘益豐龍芽’、‘翡翠綠茄’與‘佛源秋茄’3 個秋茄品種的染色體數(shù)目均為2n = 24?！尕S龍芽’的核型公式為2n = 18m + 6sm，為‘2A’型，染色體相對長度組成為 2n = 2L(長染色體)+10M2+10M1+2S(短染色體)；‘翡翠綠茄’核型公式為2n = 18m + 6sm，為‘1A’型，染色體相對長度組成為2n = 2L+10M2 + 8M1 + 4S；‘佛源秋茄’核型公式為2n = 20m + 4sm，為‘1A’型，染色體相對長度組成為2n = 16M2 + 6M1 + 2S。從前人的研究結(jié)果可以看出，不同茄子品種之間的核型公式和染色體相對長度組成均存在差異。由于在染色體的結(jié)構(gòu)細節(jié)上，不同茄子品種之間表現(xiàn)出不同程度的差異，故而茄子品種外部形態(tài)表現(xiàn)出的差異，極有可能來自內(nèi)部染色體的微小結(jié)構(gòu)變化[14]。

1.2 染色體原位雜交

隨著染色體研究技術(shù)的創(chuàng)新，建立和發(fā)展了分子細胞遺傳學(xué)，產(chǎn)生了基因組原位雜交(genomic in situ hybridization, 簡稱 GISH)和熒光原位雜交(fluorescence in situ hybridization, 簡稱FISH)，使得科研工作者可以在單細胞水平分辨染色體。在植物研究中，GISH 多用于分辨種間雜種、異源多倍體和種間漸滲系中來自不同親本基因組的染色體，并對染色體的組成和變異進行分析[16]。FISH 已主要應(yīng)用于以下幾個方面：（1）特定DNA 序列在染色體上的定位；（2）基因表達研究；（3）物種之間的親緣關(guān)系和多倍體起源；（4）基因組結(jié)構(gòu)及空間分布規(guī)律；（5）轉(zhuǎn)基因的細胞學(xué)鑒定；（6）檢測外源染色體片段及其滲入方式的探討[17]。

野生優(yōu)異資源和不同品種基因組的重組利用已成為茄子種質(zhì)創(chuàng)新的主要途徑，而開展染色體工程育種已成為茄子抗病育種的主要突破口[18]，因而進行染色體細胞學(xué)研究對于茄子育種具有重要意義。為了將野生水茄的優(yōu)良性狀導(dǎo)入到栽培茄中，曹必好等[19]將二者進行人工雜交，并以野生水茄的基因組為探針，對遠緣雜交一代進行GISH 鑒定，發(fā)現(xiàn)有較強雜交信號，表明雜種真實性。另外，為了提高馬鈴薯的抗病性，葉文宣[20]將具有青枯病抗性的茄子與馬鈴薯普通栽培種進行體細胞融合，通過GISH 清晰地鑒定出雜種染色體的來源后，又利用FISH 研究了染色體的重排，表明在起源關(guān)系較遠的體細胞雜交中，大部分親本染色體可以獨立存在，但也可以產(chǎn)生雙親重排染色體。

茄科蔬菜中馬鈴薯、番茄和茄子等幾類主要物種的遺傳進化關(guān)系一直是研究的熱門，在此過程中，不斷豐富著茄子的染色體細胞學(xué)信息。Lou 等[21]利用比較FISH 的方法將馬鈴薯6 號染色體上的13 個BAC 克隆定位在7 個茄科物種上，發(fā)現(xiàn)有11 個可定位于茄子6 號染色體上，一定程度上反應(yīng)了馬鈴薯和茄子的同源關(guān)系。He 等[22]利用FISH 技術(shù)將內(nèi)部端粒重復(fù)序列（interstitial telomeric repeats, 簡稱ITRs）雜交在馬鈴薯、番茄以及茄子上，端粒探針信號在各個種染色體上的定位通過中期染色體核型排布來顯示，發(fā)現(xiàn)該序列主要富集于染色體著絲粒區(qū)域，這些結(jié)果暗示ITRs 可能與功能著絲粒有關(guān)。目前，還未徹底研究清楚茄科主要物種之間的染色體進化關(guān)系，可利用比較FISH作圖來繼續(xù)深入研究。

2 組織培養(yǎng)

2.1 外植體培養(yǎng)

20 世紀(jì)60 年代，茄子再生體系的研究已有相關(guān)的報道。通過外植體器官體外培養(yǎng)獲得再生植株是茄子離體再生研究的熱點?；蛐褪怯绊懼仓暝偕钪匾囊蛩兀牧系幕蛐筒煌?，再生能力亦有很大差異。Gleddie 等[23]對7 個茄子品種的體細胞胚進行培養(yǎng)，誘導(dǎo)頻率介于5.6% ～ 26.2%。外植體部位對植株再生也有很大影響[24]，研究發(fā)現(xiàn)下胚軸易誘導(dǎo)出不定芽，而子葉和真葉更易誘導(dǎo)出體細胞胚[25]。Magioli 等[26]研究認(rèn)為子葉和真葉再生頻率最高，下胚軸次之。姜懸云等[27]通過對7 份茄子子葉和下胚軸進行離體培養(yǎng)，得出子葉的再生效果要優(yōu)于下胚軸，其中徐州長茄與成都墨茄子葉的再生頻率較高，分別是93%和73%，同時下胚軸形態(tài)學(xué)上端的再生能力要顯著強于形態(tài)學(xué)下端。上述二者的研究結(jié)果說明子葉的再生頻率高于下胚軸。而余波瀾等[28]對4 個茄子品種進行組織培養(yǎng)，得出下胚軸比子葉易誘導(dǎo)出芽的結(jié)論，說明基因型和誘導(dǎo)部位均對再生頻率有一定的影響。楊志晶[29]以‘云茄6號’的子葉和下胚軸為外植體，結(jié)果并未誘導(dǎo)出不定芽的分化，只有帶芽的莖段才能分化出芽，不定芽分化率達到86.11%。目前為止，研究人員已利用未成熟的種胚[30-31]、下胚軸[27,31-34]、子葉[27,31,34-37]、真葉[32,38-40]和根[31,41-43]等部位獲得再生植株。

除了基因型和外植體部位，培養(yǎng)條件對茄子離體再生也有一定影響。MS 培養(yǎng)基常用于離體培養(yǎng)，研究人員發(fā)現(xiàn)基本培養(yǎng)基對茄子組織培養(yǎng)影響不大，關(guān)鍵影響因素是植物激素種類及其比例。不同外植體對激素的要求不同，常用的激素有

1-Naphthylacetic acid (NAA)，Indole-3-acetic acid(IAA)，6-Benzylaminopurine (6-BA)，Kinetin (KT)，Trans-Zeatin (ZT)，2,4-Dichlorophenoxyacetic acid(2,4-D)等，其中生長素和細胞分裂素尤其重要。Rao等[40]利用NAA 誘導(dǎo)產(chǎn)生胚狀體并獲得了茄子再生植株。趙福寬等[44]研究發(fā)現(xiàn)添加2, 4-D 和KT 的培養(yǎng)基對葉肉愈傷組織有很好的誘導(dǎo)作用。余波瀾等[28]在培養(yǎng)基中分別添加IAA、ZT 和6-BA 可誘導(dǎo)愈傷的再分化；ZT 對子葉和下胚軸的誘導(dǎo)率較低，不易形成再生植株；6-BA 可誘導(dǎo)芽分化，但高濃度反而會大大降低分化率。此外，因在傳統(tǒng)育種中茄子植株在田間常受到各種病害、逆境等不利因素的影響，易導(dǎo)致整株死亡，無法保證在果實成熟時能采收到種子，而導(dǎo)致育種材料缺失。通過離體快繁技術(shù)、枝條扦插技術(shù)以及未成熟種子成苗技術(shù)可以有效解決上述問題，使優(yōu)異種質(zhì)資源得以保存。

2.2 花藥和小孢子培養(yǎng)

20 世紀(jì)70 年代，通過茄子花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株就已經(jīng)成功，且技術(shù)較為成熟。在茄子花藥培養(yǎng)過程中，發(fā)現(xiàn)不同材料、材料的不同生理狀態(tài)、不同培養(yǎng)條件和環(huán)境均會影響花藥的培養(yǎng)效果[45]。以七葉茄為試材，程繼鴻等[46]研究得出1 000 lx 弱光脅迫下的茄子花藥離體再生條件，并獲得了植株。鄒建[47]通過3 個茄子品種的花藥愈傷組織誘導(dǎo)、增殖和分化培養(yǎng)，獲得了單倍體植株。李亞榮[48]對10 個基因型的茄子花藥進行培養(yǎng)，僅兩份材料誘導(dǎo)出胚狀體，同時發(fā)現(xiàn)5～6 ℃的低溫預(yù)處理對胚狀體誘導(dǎo)有效，3%的蔗糖胚狀體誘導(dǎo)率最高。劉獨臣等[49]以10 份茄子F1為試材，對花藥培養(yǎng)過程中各類條件進行摸索，建立了茄子花藥培養(yǎng)誘導(dǎo)胚狀體成苗體系。潘羽豐[50]以12 份茄子為試材，通過茄子花藥培養(yǎng)，研究出一步誘導(dǎo)獲得單倍體植株的方法。方巖巖[51]探討并得出適宜水茄和紫長茄雜種F1花藥培養(yǎng)的因素，為創(chuàng)制DH 系提供了參考依據(jù)。Rotino等[52]綜合考慮了花藥培養(yǎng)所有的技術(shù)因素，提出了一套詳細的茄子花藥培養(yǎng)程序，而且該程序在花藥培養(yǎng)的第一階段進行了35 ℃高溫處理。王利英等[53]研究發(fā)現(xiàn)，‘紅地球’、‘紅寶石’、‘黑秀’、‘園豐一號’、‘園豐二號’、‘園豐七號’、‘Y94-2014’、‘Y95-2014’和‘Y107-2014’9 份白肉紫紅圓茄的愈傷組織比較容易誘導(dǎo)產(chǎn)生單倍體，誘導(dǎo)率高達69%，‘青豐一號’、‘綠罐 309’等14 份綠茄和‘碩圓黑寶’、‘德潤一號’等12 份綠肉紫黑圓茄誘導(dǎo)率為56%，‘長野黑美’、‘改良大龍茄’等8 份紫萼長茄誘導(dǎo)率為 7%，‘布列塔’、‘CC15-2014’、‘CC17-2014’3 份綠萼長茄誘導(dǎo)率為0。通過進一步優(yōu)化茄子單倍體誘導(dǎo)體系，誘導(dǎo)率平均提高到39%。霍秋月[54]通過構(gòu)建栽培茄與野生茄雜交F1代的花藥培養(yǎng)體系，發(fā)現(xiàn)在獲得的10 份雜交種中，有6 份雜種能誘導(dǎo)出愈傷組織，為構(gòu)建茄子DH(雙單倍體)系以及將野生茄的抗性基因轉(zhuǎn)入到栽培茄中奠定基礎(chǔ)。目前花藥培養(yǎng)一直沒能廣泛成功地用于茄子新品種選育，主要原因是因為茄子誘導(dǎo)單倍體成功率較低，另外通過花藥培養(yǎng)獲得再生植株的茄子基因型范圍較窄，所以導(dǎo)致一些真正有價值的育種材料不能通過花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體再生植株。加之花藥整體生理結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，沒有足夠的實驗來證明再生植株的來源到底是由哪些部位發(fā)展而來。

相較于花藥培養(yǎng)，小孢子培養(yǎng)可排除母體干擾性，但其出胚率較低，限制了實踐上廣泛的應(yīng)用[55]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)小孢子體外培養(yǎng)誘導(dǎo)產(chǎn)生二倍體的同時，還有其他多倍體的產(chǎn)生，必須對后代進行倍性的鑒定選擇。但小孢子培養(yǎng)是產(chǎn)生雙單倍體強有力的生物技術(shù)，同時也有利于雜交種子的快速生產(chǎn)[56-57]。研究認(rèn)為茄科植物對小孢子培養(yǎng)相對敏感，但不同的茄科作物的反應(yīng)相差很大，煙草小孢子培養(yǎng)發(fā)展相對完善，但茄果類蔬菜作物（甜辣椒、番茄、茄子）則很難誘導(dǎo)成苗。影響茄科小孢子培養(yǎng)因素有很多，包括基因型、供體植株生長環(huán)境、小孢子發(fā)育時期、培養(yǎng)技術(shù)以及培養(yǎng)基的成分等在內(nèi)的諸多因素[58]。

研究發(fā)現(xiàn)[59]半乳糖可以誘使煙草花粉分裂，但若缺乏蔗糖，這些分裂的花粉則不能進一步發(fā)育分化，茄科農(nóng)作物小孢子培養(yǎng)所需的蔗糖最適濃度約為2%～4%。低濃度的生長素類物質(zhì)可提高胚狀體的誘導(dǎo)頻率，而高濃度則易產(chǎn)生愈傷組織和使細胞倍性復(fù)雜化[60]。研究認(rèn)為，小孢子培養(yǎng)需要諸如高溫、低溫、營養(yǎng)饑餓、滲透等非生物應(yīng)激來觸發(fā)胚胎發(fā)生[61]。茄子游離小孢子培養(yǎng)誘導(dǎo)成苗較困難，目前報道很少，僅有少數(shù)研究取得一些突破，如顧淑榮[62]從普通栽培品種‘九葉茄’的花粉愈傷組織上分化得到再生植株。Miyoshi[63]研究發(fā)現(xiàn)茄子小孢子在無蔗糖培養(yǎng)基中35 ℃處理3 d 是愈傷組織誘導(dǎo)的先決條件。宋彥平等[64]研究得出誘導(dǎo)愈傷組織發(fā)生的最佳時期是小孢子單核靠邊期，對花藥先4 ℃后36 ℃變溫預(yù)處理，其小孢子膨大率比25 ℃常溫高出6 倍多。張玉苗[65]通過對不同茄子材料小孢子脫分化和影響因子進行了相關(guān)研究，得出了小孢子單核靠邊期的花蕾取樣標(biāo)準(zhǔn)以及基因型和單核期花藥內(nèi)源激素含量對小孢子脫分化和胚胎發(fā)生過程 有 顯 著 影 響 的 結(jié) 果。 Corral-Martínez 和Seguí-Simarro[66-67]從茄子小孢子培養(yǎng)中獲得了愈傷組織，有60%的DH 植株可以再生，他們在游離小孢子培養(yǎng)過程中以單獨或者組合的方式加入了

6-BA、NAA、Abaseisieacid (ABA)、Polyethylene glycol(PEG)和阿拉伯半乳糖蛋白，結(jié)果闡明了這些外源物質(zhì)對小孢子胚胎發(fā)生的調(diào)節(jié)作用，對提高茄子游離小孢子的培養(yǎng)效率有指導(dǎo)作用。朱朝輝等[68]認(rèn)為黑暗靜止培養(yǎng)條件下，定時更換部分培養(yǎng)基有利于茄子小孢子愈傷組織誘導(dǎo)與生長，在MS+ZT 1.5 mg·L-1+ NAA 0.05 mg·L-1培養(yǎng)基中小孢子愈傷組織分化率達到57.78%。

相比較而言，小孢子培養(yǎng)無論是在技術(shù)發(fā)展還是適用范圍以及遺傳育種等方面均具有一定的優(yōu)越性。小孢子離體培養(yǎng)具有較寬的基因型適用范圍，其所產(chǎn)生的胚狀體均來自小孢子，并且具有自然加倍成二倍體的特點。但由于在小孢子的誘導(dǎo)機制、啟動機理、遺傳因素等方面缺乏深入的研究以及游離小孢子發(fā)育同步性差、不易分化成苗等技術(shù)發(fā)展不成熟等諸多因素，也同樣限制了其在茄子育種中發(fā)揮較大的作用。茄子小孢子發(fā)育同步性低，愈傷組織誘導(dǎo)率不高，今后需要對小孢子培養(yǎng)本身的發(fā)育機理、機制開展一些探究。

2.3 原生質(zhì)體培養(yǎng)

植物原生質(zhì)體是指利用特殊手段脫去植物組織細胞壁后剩余的由細胞膜包裹的細胞質(zhì)以及細胞核等組成的物質(zhì)，又稱細胞原生質(zhì)團，其保留了細胞一系列特性，細胞結(jié)構(gòu)和生命活力得以保留。在一定特殊條件環(huán)境下，會啟動細胞壁再生，進而可誘導(dǎo)細胞分裂分化形成新的細胞組織和器官，后經(jīng)體系轉(zhuǎn)化發(fā)育成完整植株。

原生質(zhì)體是進行遺傳操作的理想受體，通過該技術(shù)獲得體細胞雜種，不僅可以克服雜交不親和與雜種不育的問題，同時可以實現(xiàn)優(yōu)良基因在種間轉(zhuǎn)移?！凹毎诤稀奔夹g(shù)是建立在原生質(zhì)體培養(yǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展成熟的一門重要學(xué)科，其利用細胞的全能性使兩個細胞的染色體發(fā)生融合的細胞再生細胞壁，進而分化發(fā)育形成新植株，經(jīng)過選擇后創(chuàng)制出新品種。目前，茄屬植物已經(jīng)通過葉肉[69-73]、莖[74]、子葉[75]、葉柄[76]等材料獲得原生質(zhì)體并培養(yǎng)出再生植株。茄子主要通過愈傷組織成苗[77]，連勇等[78]利用原生質(zhì)體電融合技術(shù)，經(jīng)愈傷組織培養(yǎng)獲得栽培六葉茄和兩個近緣野生種的種間四倍體再生植株，為茄子抗病育種提供新材料。郭歡歡等[79]通過對酶解液濃度、酶解時間以及電融合參數(shù)進行研究，建立了野生茄子蒜芥茄和水茄的原生質(zhì)體融合技術(shù)體系。

原生質(zhì)體培養(yǎng)技術(shù)的成熟發(fā)展是實現(xiàn)茄遠緣物種之間的體細胞雜交、遺傳物質(zhì)的種間交換、改良物種遺傳特性技術(shù)的基礎(chǔ)，培育出新物種的幾率大大提升。同時，該技術(shù)的成熟發(fā)展為推動茄品質(zhì)改良和提高茄產(chǎn)量奠定了理論基礎(chǔ)，大大開辟了茄子育種的新領(lǐng)域。

3 基因工程

3.1 抗性基因轉(zhuǎn)移

在生產(chǎn)栽培中，茄子易受到病蟲侵害和不良環(huán)境影響，造成產(chǎn)量和品質(zhì)下降，因而培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)且具有抗性的茄子品種具有重要意義。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以將抗性基因轉(zhuǎn)移到茄子中，為茄子選育抗蟲、抗病和抗逆品種開辟新途徑。茄子轉(zhuǎn)基因主要以根和子葉作為外植體，采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化，目前國內(nèi)外已公布了一些體系[80-85]。

茄子抗性基因轉(zhuǎn)化方面的報道有限，主要是目前還缺乏高效的茄子遺傳轉(zhuǎn)化體系，轉(zhuǎn)化效率也遠遠低于同科屬的番茄和馬鈴薯，因此多數(shù)研究集中在對抗性基因（抗蟲、抗菌、抗除草劑、耐鹽等）的初步驗證，獲得的陽性植株也較少。Arpaia 等[86]將cryⅢB基因成功轉(zhuǎn)入茄子中，驗證發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株可以有效控制馬鈴薯甲蟲(CPB)的侵害；Jelenkovic[87]和Acciarri[88]等分別將cryⅢA基因和cryIAb基因?qū)肭炎樱玫搅丝剐灾仓?；鄒克琴等[89]利用幾丁質(zhì)酶和抗菌肽D 雙價基因遺傳轉(zhuǎn)化茄子，獲得2 株抗菌植株；林棲鳳等[90]利用花粉管通道法將海灘耐鹽紅樹的DNA 導(dǎo)入茄子中，并篩選出了耐鹽性的轉(zhuǎn)化株；以茄子愈傷組織為材料，王鳳華等[91]獲得了具有抗除草劑基因(bar)的陽性植株；Prabhavathi 等[81]獲得了對鹽脅迫、低溫脅迫和滲透脅迫的逆境耐受性顯著增強的含mtlD基因茄轉(zhuǎn)化株系。孟平紅等[92]構(gòu)建了含冷誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子CBF3的植物表達載體，并獲得2 株耐冷植株。利用pMAT21 載體，Darwish 等[93]以子葉為外植體獲得了可以直接應(yīng)用于育種的無抗性標(biāo)記基因的轉(zhuǎn)基因植株。張明華等[94]將抗根結(jié)線蟲Btcry6A基因轉(zhuǎn)入茄子，共獲得56 株Kan 抗性植株，其中有15 株為轉(zhuǎn)基因植株，明顯提高了對南方根結(jié)線蟲的抗性。Papolu 等[95]將OC-I△D86基因轉(zhuǎn)入茄子，其后代株系對南方根結(jié)線蟲的抗性有明顯增強。李想等[96]通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)，將GUS基因?qū)肭?，獲得了7 株Hyg B 抗性植株，通過檢測鑒定均為轉(zhuǎn)基因植株，最高轉(zhuǎn)化率為10%，可作為轉(zhuǎn)基因理想受體材料。胡鑫等[97]以“三月茄”子葉作為外植體，通過篩選激素和抗生素配比，得出農(nóng)桿菌介導(dǎo)的茄子遺傳轉(zhuǎn)化率達到了11.02%，下胚軸為外植體的轉(zhuǎn)化率達到4.38%。尚靜[98]以‘卜麗卡’茄子的下胚軸為外植體將具有耐鹽功能的轉(zhuǎn)錄因子進行遺傳轉(zhuǎn)化，結(jié)果表明有22 株茄子為SmWRKY40陽性植株，對其功能初步鑒定發(fā)現(xiàn)SmWRKY40轉(zhuǎn)錄因子在茄子耐鹽中具有正調(diào)控作用。SmMsrA、SmWRKY40等基因的轉(zhuǎn)基因植株的獲得，可為茄子基因功能的研究與基因編輯奠定基礎(chǔ)。

3.2 單性結(jié)實基因工程

單性結(jié)實是茄子的一個優(yōu)良性狀，成為新品種選育追求的重要目標(biāo)之一。目前，對于茄子單性結(jié)實的研究，已從對單性結(jié)實性狀的生理基礎(chǔ)、遺傳規(guī)律的調(diào)查分析逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷涡越Y(jié)實分子機理的探究，如篩選與單性結(jié)實相關(guān)的關(guān)鍵基因，基因的克隆、表達模式分析和功能驗證等，可為茄子新品種選育技術(shù)提供新的思路，有望實現(xiàn)新的突破[99]。

目前獲得途徑主要有植物激素誘導(dǎo)、培育三倍體以及利用自然變異和基因工程手段，并取得了較好的進展，也選育出一些單性結(jié)實新品種。傳統(tǒng)方法存在品種少和誘導(dǎo)條件不易等問題，相比之下，基因工程是最為有效的技術(shù)。Rotino 等[100]采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將生長素合成基因?qū)肭炎又校@得的株系單性結(jié)實坐果率為100%，該方法已得到廣泛利用[101-102]。

目前，茄子基因組草圖的完成意味著茄子分子遺傳育種研究迎來新的開始，多個與茄子單性結(jié)實相關(guān)的功能基因被陸續(xù)克隆，人們對其生物學(xué)功能的挖掘也在不斷深入。杜黎明等[103]通過RT-PCR 和cDNA 末端快速擴增技術(shù)（rapid amplification of cDNA ends，RACE）從杭州紅茄中獲得了一個與生長素響應(yīng)因子家族基因SmARF8，其與擬南芥和番茄單性結(jié)實調(diào)控基因都具有較高的相似性。張偉偉等[104]以SSH 文庫差異表達EST 片段Z732 為基礎(chǔ)，通過 RACE 技術(shù)克隆了茄子生長素誘導(dǎo)基因SmIAA19全長，基因表達分析表明該基因可能與茄子單性結(jié)實有關(guān)。張立慧[105]克隆得到茄子中ARF6、ARF7、ARF8、GH3.6 和IAA9共5 個與單性結(jié)實相關(guān)的生長素類基因，通過基因差異表達分析，得出3 個基因ARF6、ARF7和ARF8主要參與了D-7-1品系的花發(fā)育與坐果。

傳統(tǒng)的生物技術(shù)培育的作物品種中已逐漸被通過基因轉(zhuǎn)化技術(shù)誘導(dǎo)產(chǎn)生抗病、抗蟲、高產(chǎn)等具有優(yōu)良性狀的新品種所取代。在今后的茄子育種工作中，將逐步開展有關(guān)分子標(biāo)記和功能基因定位、克隆和轉(zhuǎn)化的研究，通過分子標(biāo)記輔助選擇和QTL 作圖構(gòu)建基因圖譜，在引進和收集茄種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上鑒定其親緣關(guān)系的遠近，有利于定向育種，高效選育新品種。

綜上所述，目前國內(nèi)外茄子細胞工程技術(shù)已取得了一系列的研究進展，也證實了細胞學(xué)、組織培養(yǎng)和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)手段在茄子遺傳育種應(yīng)用中具有廣泛的前景。

4 展望

茄子細胞工程技術(shù)中依然存在很多值得研究和解決的問題，筆者總結(jié)出以下3 個方面：（1）細胞學(xué)分析方面：茄子的核型分析相關(guān)研究較少；栽培茄品種之間核型差異和外部形態(tài)差異二者之間的相關(guān)性和機理尚未明確；茄子種間和種內(nèi)的遺傳進化關(guān)系研究與應(yīng)用等需要進一步深入研究。（2）組織培養(yǎng)方面：為拓展茄子的遺傳背景，加快茄子新品種選育，需加強原生質(zhì)體融合、花藥與小孢子培養(yǎng)技術(shù)等和常規(guī)育種技術(shù)相結(jié)合開展種質(zhì)創(chuàng)新；茄子雄配子的啟動機理和高頻率誘導(dǎo)機制。（3）基因工程方面：加強茄子野生近緣種抗病基因的深入挖掘；挖掘茄子重要性狀相關(guān)基因的克?。桓咝У那炎邮荏w再生途徑和穩(wěn)定的遺傳轉(zhuǎn)化體系、茄子基因編輯技術(shù)。對細胞工程技術(shù)的深入研究和不斷進步必將彌補常規(guī)育種的不足，可有效促進茄子新品種的選育及相關(guān)品種改良的發(fā)展。