马铃薯品种Ambari local的微繁体系建立及遗传保真性分析

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:South African Journal of Botany 2.7

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  为解决印度本土马铃薯品种Ambari local繁殖效率低、缺乏病毒-free种苗等问题,研究人员开发了基于meta-Topolin(mT)和IBA的MS培养基单相培养体系,实现4周内4.7个不定芽/外植体的增殖效率,经ISSR和SCoT标记验证遗传稳定性,为土著品种商业化提供技术支撑。

  

在印度东北部的田间地头,生长着一种名为Ambari local的特殊马铃薯品种。这种单薯重仅16-17克的小型品种,却蕴含着每100克鲜重高达105微克的β-胡萝卜素和23.3%的淀粉含量。然而,与商业品种相比,这种土著马铃薯正面临严峻挑战——传统块茎繁殖方式导致病毒积累、繁殖系数低下(每个块茎仅能产生4-5个新个体),加之其完全未被开发的基因库,使得这个营养丰富的品种长期处于商业化利用的盲区。更令人担忧的是,目前针对该品种的有效繁殖和遗传改良方法完全空白。

针对这一现状,印度农业研究委员会(ICAR)东北山区研究中心的科研团队在《South African Journal of Botany》发表重要研究成果。研究人员创新性地采用单相培养策略,通过系统比较6-BA、激动素、玉米素和新型细胞分裂素meta-Topolin(mT)的效应,结合流式细胞术和分子标记技术,建立了该土著品种的高效微繁体系。

关键技术方法包括:以块茎萌芽为外植体,在MS基础培养基中测试0.5-1.5 mg l-1不同细胞分裂素(BA、KT、Zea、mT)的芽诱导效率;采用2.0 mg l-1 IBA诱导生根;通过流式细胞术检测倍性稳定性;使用ISSR(简单序列重复区间)和SCoT(起始密码子靶向多态性)引物进行遗传保真性分析。

研究结果:

  1. 植物材料:从ICAR-NEH地区采集的块茎经0.03% Bavistin?灭菌后,取2-3 cm萌芽作为外植体。

  2. 体外多芽启动、增殖和伸长:1.0 mg l-1 mT处理组4周后获得最高增殖系数(4.7个芽/外植体),显著优于其他细胞分裂素(BA 3.2个,Zea 2.8个)。

  3. 体外生根和块茎形成:2.0 mg l-1 IBA诱导产生19.7条根/芽,而mT与IBA组合(1.0+2.0 mg l-1)实现单相培养中芽-根-块茎同步发育。

  4. 驯化和田间表现:组培苗在椰糠中100%存活,移栽田间后保持80%存活率,田间生长性状与母本无显著差异。

  5. 细胞学和遗传保真性:流式细胞术证实再生植株保持原始四倍体水平(2n=4x=48),ISSR和SCoT分析显示所有再生株系呈现单态性条带模式。

这项研究首次实现了Ambari local品种的单相培养体系突破,其创新性体现在三个方面:首先,发现mT对该土著品种的芽诱导效率比传统细胞分裂素提高46.9%;其次,建立的1.0 mg l-1 mT + 2.0 mg l-1 IBA组合方案,使繁殖周期缩短至4周,年理论繁殖系数可达108数量级;最重要的是,通过分子标记证实再生植株遗传稳定性,为后续种质创新奠定基础。该技术体系不仅解决了土著品种繁殖瓶颈,更为全球3000多个马铃薯地方品种的保护性开发提供了可借鉴的技术范式。正如研究者Bandyopadhyay等强调的,这项成果将直接服务于印度东北部小农户——通过提供高质量种苗,可使当地马铃薯产量提升30-40%,同时保留其独特的营养品质特征。

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