提升无核葡萄胚挽救育种效率：异常幼苗与次级胚的直接转化技术研究

本研究针对无核葡萄胚挽救育种中异常幼苗比例高（46.25%）、制约育种效率的关键问题，通过分析19个杂交组合亲本基因型对异常幼苗形成的影响，采用直接转化和体细胞胚胎发生技术，成功将多子叶型异常幼苗转化率提升至53.06%，并建立首个葡萄下胚轴体细胞胚胎循环再生系统。该研究为无核葡萄育种提供了高效技术路径，并为遗传转化体系奠定材料基础。

　　

无核性状是葡萄育种中最具价值的农艺特征之一，但传统育种面临种子发育障碍的难题。胚挽救技术（Embryo Rescue）虽能通过体外培养挽救发育停滞的胚胎，显著提高无核后代比例并缩短育种周期，但实践中异常幼苗的高发率（显著高于正常幼苗33.06%）成为制约效率的瓶颈。西北农林科技大学的研究团队发现，这些异常幼苗常表现为无根叶片、子叶白化或多子叶等形态，以往研究多聚焦于培养基优化，却鲜少系统探索异常幼苗的抢救策略。

为破解这一难题，Chen Xi团队在《Horticultural Plant Journal》发表研究，创新性地将异常幼苗分为7种类型，并揭示多子叶型转化效率最高（53.06%）。通过分析"Perlette × Huozhoucuiyu"等19个杂交组合，发现亲本基因型显著影响转化率，最高达81.11%。更突破性的是，团队首次利用异常幼苗下胚轴分化的次级胚建立循环再生系统，使"Melissa Seedless × Lüzhoubaoshi"等组合的胚胎团诱导率提升至60%-70%，为葡萄遗传转化提供了稳定受体材料。

关键技术包括：1）基于WPM培养基的胚萌发培养（含0.2 mg·L^-1 6-BA和0.1 mg·L^-1 IAA）；2）异常幼苗直接转化（2.0 mg·L^-1 6-BA+2.0 mg·L^-1 IBA）；3）下胚轴体细胞胚胎诱导（ECRM培养基含1.1 mg·L^-1 6-BA+0.5 mg·L^-1 2,4-D）。

研究结果部分：

1. 1.

   不同亲本基因型对异常幼苗形成的影响：Huozhouheiyu为母本的组合异常苗率最高达60%，而Ruby Seedless×Italy组合正常苗比例（45.90%）反超异常苗。

2. 2.

   异常幼苗类型与转化效率：无根叶片型发生率最高（25.25%），但多子叶型转化效率最优（53.06%）。

3. 3.

   下胚轴体细胞胚胎的转化潜力：Ruby Seedless×Yan 73组合中，9株异常苗下胚轴分化出29株正常苗。

4. 4.

   体细胞胚胎再生系统建立：通过X6培养基连续传代，实现胚胎团质量每月倍增，稳定维持13个月。

讨论指出，该研究不仅将胚挽救效率提升约5%，更开创性地利用异常幼苗拓展了体细胞再生应用场景。下胚轴胚胎团的循环再生技术突破传统花器官外植体的限制，为难以再生的葡萄品种提供新思路。未来需进一步解析异常幼苗形成机制，例如激素信号通路（如6-BA/IAA平衡）或表观遗传调控对多子叶表型的影响，以制定精准干预策略。这项研究标志着无核葡萄育种从"被动筛选"迈向"主动抢救"的技术升级，对加速优质品种选育具有重要实践意义。