基于胚乳培养的Haemanthus属间杂交三倍体创制：多倍化与杂交机制新见解

本研究针对异源多倍体植物育种中杂交与多倍化协同效应机制不清的难题，创新性地采用Haemanthus pauculifolius×H. albiflos属间杂交胚乳培养体系，成功获得18对二倍体/三倍体杂交植株组合。通过流式细胞术、核ITS测序和核型分析首次证实胚乳来源植株为母本染色体占比2:1的异源三倍体（2n=3x=24），cpDNA测序揭示其胞质遗传遵循母系模式。该研究建立了单粒种子同步创制二倍体与异源三倍体的技术体系，为解析多倍化与杂交的协同效应提供了理想材料。

　　

在植物育种领域，异源多倍体（allopolyploid）因其兼具杂交优势和多倍体特性而备受关注，但传统方法存在三倍体创制效率低、杂交与多倍化效应难以区分等瓶颈。日本北海道大学和千叶大学的研究团队独辟蹊径，选择石蒜科Haemanthus属植物为模型，通过胚乳（endosperm）培养技术突破属间杂交障碍，相关成果发表在《BMC Plant Biology》。

研究团队采用H. pauculifolius（2n=2x=16）为母本与H. albiflos父本杂交，从22粒种子中分离胚与胚乳进行配对培养。关键技术包括：1）优化含picloram+BAP的MS培养基使胚乳愈伤诱导率达81.8%；2）流式细胞术（flow cytometry）快速鉴定倍性；3）ITS序列单核苷酸多态性（SNP）分析结合染色体核型确证杂交起源；4）trnL-trnF/matK/nad1基因测序追踪胞质遗传模式。

研究结果显示：胚胎来源植株均为二倍体（2n=2x=16），而对应胚乳来源植株为三倍体（2n=3x=24）。核型分析发现三倍体含有母本2套和父本1套染色体组，首次证实属间杂交胚乳能稳定产生异源三倍体（allotriploid）。ITS测序发现5.8S rRNA位点存在父本特异性"R"（A+G）突变，从分子水平验证杂交成功。特别值得注意的是，叶绿体DNA（cpDNA）测序显示三倍体与母本完全一致，揭示胚乳植株仍遵循母系胞质遗传规律。

在讨论部分，作者指出该体系相比传统多倍体诱导方法具有三大优势：1）单粒种子同步获得二倍体与三倍体对照，可精准解析多倍化效应；2）胚乳培养避免秋水仙素（colchicine）处理的随机性；3）属间杂交为研究基因组不相容性提供模型。研究还发现picloram+BAP组合显著优于传统2,4-D+BAP方案，为其他物种胚乳培养提供优化方向。

这项研究不仅首次实现属间杂交胚乳三倍体的高效创制，更建立了"胚胎-胚乳配对分析"的创新研究范式。未来通过比较二倍体与三倍体杂交植株的表型差异，将有助于揭示多倍化如何调控杂交优势（heterosis）的形成机制。该技术路线可拓展至其他观赏或药用植物育种，为多倍体育种提供了新的技术路径和理论支撑。