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牛油果(Vitellaria paradoxa)是经济价值极高的树种,其种子油在多领域应用广泛。但该树种面临种群减少、遗传背景复杂等问题。研究人员开展牛油果体外再生及遗传保真分析研究,建立了高效体外繁殖方案,且再生植株遗传稳定,为其驯化和保护提供关键支持。
在非洲半干旱地区,牛油果(Vitellaria paradoxa)是一种极为重要的经济树种。它所产的牛油果油在食品、化妆品和制药行业都有着广泛的应用,为当地农村经济做出了显著贡献。随着全球对牛油果产品需求的不断增长,如 2024 年全球牛油果市场估值达 24 亿美元,预计到 2030 年将增至 37 亿美元 ,对牛油果的开发利用也日益增加。然而,过度砍伐用于薪柴和木炭生产,使得牛油果种群数量急剧下降,已被国际自然保护联盟列为易危物种。此外,当前牛油果种群多源于自然再生和野生管理,由于交叉授粉,其遗传背景复杂,导致果实产量和油脂质量不稳定。
为了解决这些问题,来自国外研究机构的研究人员开展了关于牛油果高效体外再生和遗传保真分析的研究。他们的研究成果发表在《Electronic Journal of Biotechnology》上,为牛油果的保护和可持续利用提供了重要的理论依据和技术支持。
在研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是植物组织培养技术,选取牛油果幼苗的茎段作为外植体,通过一系列严格的表面消毒处理后,接种到不同成分的培养基上进行培养。其次,使用 ISSR(Inter - Simple Sequence Repeat,简单重复序列间扩增)分子标记技术,对再生植株的遗传稳定性进行评估 。
研究结果如下:
- 腋芽再生:研究人员将外植体培养在添加不同植物生长调节剂组合的 1/2MS(Murashige and Skoog)培养基上。结果发现,添加 3:1.2:1 mg/L BAP(6 - 苄氨基嘌呤):Kin(激动素):NAA(1 - 萘乙酸)的 1/2MS 培养基诱导腋芽再生效果最佳。在此培养基上,腋芽诱导时间短,伸长率高,平均芽长可达 5.2 cm,且叶片数量较多 。
- 生根诱导:对再生的腋芽进行生根诱导实验,研究人员使用了多种培养基和植物生长调节剂组合。结果显示,4 - 6 周龄的腋芽在添加 3:0.1:40 mg/L IBA(吲哚 - 3 - 丁酸):mT(meta - 拓扑菌素): 腐胺的 1/2MS1B 培养基上,生根率可达 100% ,平均根长为 2.2 cm 。而 8 周龄及以上的腋芽在此培养基上则未生根。
- 驯化适应:将生根的幼苗移栽到含有通用堆肥和珍珠岩的混合基质中进行驯化。结果表明,植株适应良好,成活率达到 100% ,且在移栽后继续生长,长出新叶并伸长茎干。
- 遗传保真度研究:运用 5 种 ISSR 引物对再生植株进行遗传分析,结果显示,引物的多态性百分比平均为 65%,多态性信息含量为 0.22 。对 5 株再生植株的遗传分析表明,所有标记均为单态性,与母株相同,这意味着再生植株在遗传上与母株保持一致,未发生遗传变异。
综合研究结论和讨论部分,该研究建立的微繁殖方案适用于牛油果的大规模体外再生,且不会导致遗传改变。这一成果对于牛油果的驯化和保护具有重要意义,为大规模繁殖优质牛油果品种提供了可靠的技术手段,有助于保护牛油果的遗传资源,满足市场对牛油果产品的需求。同时,研究中发现的不同植物生长调节剂组合对牛油果组织培养的影响,也为其他类似植物的研究提供了参考。不过,研究也指出,目前的方案在诱导多个微芽方面还有待进一步研究,这为后续的科研工作指明了方向。