研究團隊合作建立木蘭科植物多倍體高效誘導體系

　　多倍體誘導是植物種質創新的重要方法，應用于作物、果樹、林木和觀賞植物新品種培育。過去二十年，多倍體育種進一步加快，多倍體新品種得到推廣。而傳統多倍體誘導的技術瓶頸包括誘導率低、純合多倍體獲取數量少、嵌合體純化困難等。上述問題限制了植物多倍體新種質的創制、制約了多倍體育種技術的應用。

　　中國西南野生生物種質資源庫種子生物學組與中國科學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）的體細胞胚發生（Somatic Embryogenesis）再生體系為基礎，建立了高效的多倍體誘導體系，純合四倍體誘導率達到100%。研究首次探索了獲得多倍體胚性細胞系的技術路徑，建立了多個厚樸四倍體胚性細胞系，并通過體細胞胚發生途徑生產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的瓶頸，拓展了基因組加倍的表型變化，為多倍體育種創造了新機會。由于木蘭科植物體細胞胚再生體系的通用性，以上技術有望廣泛應用于木蘭科植物多倍體的誘導和新品種培育。

　　技術要點包括：（1）體細胞胚發生過程的一致化。使用100-200μm直徑的細胞團（約20個細胞），3周內在分化培養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培養，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，可以篩查到產生極高比例多倍體體細胞胚的獨立克隆；將這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，通過體細胞胚發生途徑生產多倍體植株用于表型分析和育種項目。

　　相關研究成果以Establishing Tetraploid Embryogenic Cell Lines of Magnolia officinalis to Facilitate Tetraploid Plantlet Production and Phenotyping為題，發表在Frontiers in Plant Science上。研究工作得到中科院戰略生物資源計劃、云南省重點研發計劃項目、云南省基礎研究專項重大項目的支持。