中國西南野生生物種質(zhì)資源庫種子生物學(xué)組與中國科學(xué)院昆明植物研究所李唯奇研究組合作，以木蘭科植物厚樸（Magnolia officinalis）的體細胞胚發(fā)生（Somatic Embryogenesis）再生體系為基礎(chǔ)，建立了高效的多倍體誘導(dǎo)體系，純合四倍體誘導(dǎo)率達到100%。研究首次探索了獲得多倍體胚性細胞系的技術(shù)路徑，建立了多個厚樸四倍體胚性細胞系，并通過體細胞胚發(fā)生途徑生產(chǎn)了大量純合四倍體植株。多倍體胚性細胞系的建立突破了植物多倍體誘導(dǎo)的瓶頸，拓展了基因組加倍的表型變化，為多倍體育種創(chuàng)造了新機會。由于木蘭科植物體細胞胚再生體系的通用性，以上技術(shù)有望廣泛應(yīng)用于木蘭科植物多倍體的誘導(dǎo)和新品種培育。
技術(shù)要點包括：（1）體細胞胚發(fā)生過程的一致化。使用100-200μm直徑的細胞團（約20個細胞），3周內(nèi)在分化培養(yǎng)基上完成體細胞胚分化過程。（2）控制條件下，胚性細胞團（100-200μm）在抗有絲分裂試劑作用下，僅邊緣的1-2個細胞存活，并再生為一個克隆。通過兩個階段的恢復(fù)培養(yǎng)，存活細胞再生為包括體細胞胚和球形細胞團的獨立克隆。通過流式細胞儀，可以篩查到產(chǎn)生極高比例多倍體體細胞胚的獨立克?。粚⑦@些克隆中的球形細胞團單獨增殖，可以形成細胞系。通過流式細胞儀篩查和確認多倍體細胞系。（3）以多倍體細胞系為材料，通過體細胞胚發(fā)生途徑生產(chǎn)多倍體植株用于表型分析和育種項目。
相關(guān)研究成果以Establishing Tetraploid Embryogenic Cell Lines of Magnolia officinalis to Facilitate Tetraploid Plantlet Production and Phenotyping為題，發(fā)表在Frontiers in Plant Science上。研究工作得到中科院戰(zhàn)略生物資源計劃、云南省重點研發(fā)計劃項目、云南省基礎(chǔ)研究專項重大項目的支持。
圖1.厚樸多倍體細胞系誘導(dǎo)和建立的技術(shù)路徑
圖2.厚樸體細胞胚發(fā)生途徑再生過程
