叙利亚花椰菜本地品种花药离体培养单倍体植株再生技术体系的建立及其在育种中的应用

本研究针对花椰菜自交不亲和性导致的杂交育种难题，通过花药离体培养技术对5个叙利亚本地品种和1个对照品种(Casper F1)进行单倍体诱导，优化了MS培养基中2,4-D与BAP的激素配比（最佳组合为0.3 mg/L 2,4-D+1 mg/L BAP），获得11.43%的单倍体植株，为快速创制纯合自交系提供了高效技术方案。该成果发表于《Scientific Reports》，为十字花科作物单倍体育种提供了重要参考。

　　

花椰菜作为重要的十字花科作物，其杂交品种培育面临自交不亲和性(SI)和细胞质雄性不育(CMS)两大技术瓶颈。传统自交系选育需耗时6-8代，而通过花药培养获得双单倍体(DH)植株可实现遗传材料的快速纯合化。尽管该技术已在芸薹属作物中取得进展，但针对叙利亚本地花椰菜品种的优化体系尚未建立。大马士革大学农业学院园艺系的研究团队在《Scientific Reports》发表的研究，系统评估了5个叙利亚本地品种对花药培养的响应，建立了高效的离体再生技术体系。

研究采用冷预处理(4°C 24h)结合MS培养基培养技术，通过正交试验设计测试了不同浓度2,4-D(0.3-0.7 mg/L)与BAP(1-2 mg/L)组合对愈伤组织诱导的影响，并进一步优化了NAA与2iP等激素的再生培养基配方。实验设置了7次生物学重复，采用根尖染色体计数法进行倍性鉴定。

Callus induction
研究结果显示，本地品种Gtyp1表现出最高的愈伤组织诱导率(54.44%)，显著优于其他品种。在培养基优化方面，MS1(0.3 mg/L 2,4-D+1 mg/L BAP)组合效果最佳，诱导率达56.8%，且所需时间最短(24.9天)。基因型与培养基的互作分析发现，Gtyp1在MS1培养基中的诱导率高达88.9%，证实了基因型依赖性的存在。

Shoot regeneration
再生阶段数据显示，对照品种Casper F₁表现最优，其再生频率(39.31%)和再生速度(31.25天)均显著领先。培养基MS1(0.5 mg/L NAA+2 mg/L 2iP)支持最高再生率(38.8%)，单瓶最高可获得8.33株再生苗。激素平衡分析表明，细胞分裂素2iP对芽再生的促进作用优于BAP和BA。

Ploidy level of regenerated plantlets
倍性分析揭示，70株再生植株中包含11.43%单倍体(n=9)、55.71%二倍体(2n=18)和32.9%多倍体。其中Casper F₁的多倍体比例最高(40%)，而Gtyp1的二倍体比例达75%。研究指出，内复制和核融合可能是多倍体产生的主要机制。

该研究建立了叙利亚花椰菜花药培养的技术标准，首次报道本地品种Gtyp1的高效诱导特性(88.9%诱导率)。优化后的MS1培养基体系将再生周期缩短至31天，相比传统方法显著提高育种效率。发现的11.43%单倍体产出率为DH系创制提供了优质材料，而55.71%的自发二倍体可直接用于品种选育。这些成果为叙利亚及类似气候区的花椰菜育种提供了关键技术支撑，对解决芸薹属作物自交不亲和导致的育种瓶颈具有重要实践意义。