藜麦高效离体再生体系的建立及克服早衰现象的关键技术研究

为解决藜麦(Chenopodium quinoa Willd.)离体再生效率低、早衰现象严重等问题，上海辰山植物园等机构研究人员通过优化植物生长调节剂(PGRs)组合、添加脯氨酸(proline)及调整MS培养基宏量元素浓度，建立了基于下胚轴外植体的高效再生体系。研究首次实现89.63%不定芽诱导率并显著降低早衰率至8.15%，为藜麦分子育种提供关键技术支撑。

　　

藜麦作为"超级食物"因其高营养价值和抗逆性备受关注，但传统种植受限于产量波动和加工技术不足。分子育种技术是突破瓶颈的关键，但高效离体再生体系的缺失严重制约其发展。现有研究存在不定芽增殖系数低（最高仅6.33）、愈伤组织分化能力差、试管苗早衰（发生率>40%）等核心问题。上海辰山植物园等机构的研究团队在《Scientific Reports》发表研究，通过系统优化培养条件，首次建立藜麦下胚轴高效再生体系并攻克早衰难题。

研究采用"Qingqua I"品种种子，经75%乙醇和10%次氯酸钠表面消毒后获取无菌苗下胚轴外植体。关键技术包括：1) 植物生长调节剂(BA/NAA)组合筛选；2) 脯氨酸浓度梯度实验优化愈伤组织质地；3) 宏量元素(1-4倍MS)强度调整克服早衰；4) IBA诱导生根体系建立。所有实验均设3次重复，数据通过SPSS进行Duncan多重比较分析。

【Effect of PGRs on the induction of callus】
在含0.2 mg/L BA和2 mg/L NAA的MS培养基中实现97.78%愈伤组织诱导率，显著高于既往报道的84.33%（台湾红藜品种）。

【Effect of proline concentration】
添加0.2 g/L脯氨酸使愈伤组织密度达0.42 g/cm³，呈黄绿色颗粒状，分化潜能显著提升，较无脯氨酸对照组密度提高250%。

【Adventitious shoots induction】
1 mg/L BA+0.1 mg/L NAA组合实现89.63%不定芽诱导率，单外植体产生40.5个不定芽，较Hesami等报道的6.33个提高6.4倍。

【Overcoming premature senescence】
3倍宏量元素(3MS)培养基使早衰率从42.77%降至8.15%，幼苗高度达6.85 cm，叶片呈嫩绿色，突破试管苗早衰技术瓶颈。

【Rooting induction】
0.6 mg/L IBA处理9天即生根，生根率98.52%，单株平均根数16.9条，移栽成活率达95%。

该研究首次阐明宏量元素强度与早衰的剂量效应关系，3MS培养基通过提升氮/磷等营养积累显著改善试管苗生理状态。脯氨酸的添加优化了愈伤组织极性运输，为其他物种再生体系建立提供新思路。建立的"下胚轴→愈伤→不定芽→生根"技术路径，使藜麦转基因和基因编辑效率提升成为可能，对保障粮食安全具有重要战略意义。研究提出的早衰克服策略可拓展应用于其他经济作物的离体再生研究。