白薯蓣(Dioscorea rotundata)易碎胚性愈伤组织诱导技术突破及其在遗传转化中的应用

本研究针对白薯蓣传统育种周期长、效率低的问题，开发出高效易碎胚性愈伤组织(FEC)诱导体系。通过优化氮源浓度并添加硫胺素(10 mg/L)、脯氨酸(1000 mg/L)和酪蛋白水解物(600 mg/L)，使愈伤组织鲜重达498.4 mg/外植体，胚性能力提升至76.2%。结合机械破碎和抗坏血酸(10 mg/L)洗涤处理，将恢复时间从25天缩短至13天，体细胞胚胎诱导率达77%。该技术为薯蓣属作物遗传转化和基因组编辑提供了关键技术平台。

　　

白薯蓣(Dioscorea rotundata)作为热带地区重要粮食和经济作物，其传统育种面临开花不规律、结实率低、雌雄异株、花粉育性差及种子萌发率低等多重挑战。这些限制因素导致每代遗传增益有限，育种周期长达10年，亟需发展高效生物技术手段。

本研究成功建立白薯蓣易碎胚性愈伤组织(friable embryogenic callus, FEC)优化诱导体系，该组织类型是转基因递送和位点特异性核酸酶基因组编辑的理想材料。通过系统优化基础盐组成、组织创伤处理、洗涤方案及抗氧化剂补充等关键参数，发现：降低氮补充物浓度并添加10 mg/L硫胺素(thiamine)、1000 mg/L脯氨酸(proline)和600 mg/L酪蛋白水解物(casein hydrolysate)，可使愈伤组织鲜重达到498.4 mg/外植体，胚性能力提升至76.2%。采用网格机械破碎法进一步改善FEC诱导效果，配合10 mg/L抗坏血酸(ascorbic acid)洗涤处理有效减轻褐化和坏死现象，使恢复时间从25天缩短至13天。优化后的FEC诱导培养基(FEC induction medium, FIM)实现超过77%的体细胞胚胎诱导率。

该协议为薯蓣遗传转化提供了稳健技术平台，不仅为原生质体分离和植株再生提供优质起始材料，更为通过基因组编辑技术提升作物抗逆性和产量奠定了坚实基础。