荔枝高效基因型体外再生体系的筛选与评价：基于102份种质资源的体细胞胚胎发生研究

针对荔枝(Litchi chinensis Sonn.)遗传转化中体外再生效率低的关键瓶颈，研究人员通过系统筛选102份种质资源的花药外植体，建立了高效的体细胞胚胎发生(SE)体系。研究发现不同基因型在愈伤组织诱导率(0-88%)、增殖倍数(2.0-8.2倍)和体胚再生效率(54.3-2705.4 gFW-1)存在显著差异，鉴定出"上树怀"等16个高效再生基因型，为荔枝分子育种提供了重要材料基础。

　　

荔枝作为我国南方重要的热带经济果树，其产业升级亟需高产优质新品种。然而传统育种周期长、效率低，现代生物技术育种又面临体外再生体系不成熟的瓶颈——过去40年仅10个品种实现再生，且效率高度依赖基因型。这种"卡脖子"技术难题严重制约了荔枝功能基因组研究和基因编辑等现代育种技术的应用。

中国热带农业科学院南亚热带作物研究所的研究团队在《South African Journal of Botany》发表重要成果，通过对102份荔枝种质资源的花药外植体进行系统筛选，建立了高效的体细胞胚胎发生体系。研究采用两步法技术路线：首先优化L₉和L_9-1培养基（含不同浓度2,4-D）诱导花药愈伤组织，继而通过T₇胚胎诱导培养基获得体细胞胚，样本来源于海南和广东的田间种质资源库。

研究结果部分：

1. 花药愈伤组织诱导：2019年42份材料中"岭南15号"诱导率最高达88%，2020年60份材料中"乌叶"在低浓度2,4-D(1 mg L^-1)培养基中诱导率提升至87.6%。早期形成的淡黄色颗粒状愈伤组织(CII型)具有更强胚胎发生潜力。

2. 愈伤组织增殖：16个基因型中"E137"增殖倍数达8.2倍，而"上树怀"仅2.2倍，但后者在后续体胚诱导中表现最优。

3. 体细胞胚胎分化：鉴定出单子叶胚(MOE)、双子叶胚(DIE)、多子叶胚(MUE)、半透明胚(SEE)和其他类型胚(OSE)五种形态。"上树怀"的体胚产量高达2705.4 gFW^-1，其中OSE占比72%，经成熟培养后MUE数量增加最显著(12.7%)。

4. 植株再生：MUE再生效率最高，达1067.2株/gFW，是DIE的2.1倍。16个基因型成功获得完整植株，"上树怀"再生效率达460.4株/gFW，沙床移栽成活率53.3%。

这项研究首次在荔枝中建立了基因型-培养基-体胚形态的关联评价体系，发现体胚发育异步性是制约再生效率的关键因素。鉴定出的3个高效再生基因型("上树怀"、"E101"、"E106")为后续遗传转化提供了理想材料，其中"上树怀"的再生效率比常规品种提高6-8倍。研究还揭示了多子叶胚(MUE)在再生中的优势地位，为优化体胚成熟培养方案提供了理论依据。该成果不仅解决了荔枝生物技术育种的材料瓶颈，其建立的评价体系对其它木本果树再生研究也具有重要参考价值。