一种适用于大叶秋海棠（Begonia grandis subsp. sinensis (A. DC.) Irmsch）体细胞胚胎发生和芽器官发生的稳健系统，以及对再生体的遗传真实性评估

《Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)》：A robust system for somatic embryogenesis and shoot organogenesis in Begonia grandis subsp. sinensis (A. DC.) Irmsch and genetic fidelity assessment of the regenerants

本研究针对高观赏与药用价值的贝叶球（Begonia grandis subsp. sinensis）建立离体再生体系。通过评估不同外植体类型对植物生长调节剂组合的响应，发现NAA与BA协同处理最优，单叶 shoot和叶段外植体诱导率达96.3%-93.5%，产生41.6-35个胚珠；而鳞茎和叶段则通过器官发生途径再生，最佳组合为NAA+TDZ，诱导率82.4%-70.7%，每外植体生成18-14个不定芽。遗传和基因组分析证实再生植株遗传稳定性高，为规模化生产奠定基础。

　　

摘要

Begonia grandis subsp. sinensis（A. DC.）Irmsch（B. grandis）具有很高的观赏价值和药用价值。本研究旨在通过评估外植体对特定激素组合的反应来建立B. grandis的再生方案，从而为该植物的克隆繁殖和保护提供技术支持。本文首次报道了B. grandis的两种不同的再生途径：直接体细胞胚胎发生（SE）和芽器官发生。研究了四种类型的外植体：具有一片叶子的芽（SL）以及由母株产生的珠芽，还有从体外培养的芽中分离出的无菌叶片和叶柄片段外植体。与单独使用任何一种植物生长调节剂（PGR）相比，生长素-细胞分裂素组合在所有类型的外植体中都能更有效地诱导再生。使用单叶芽和叶柄片段作为外植体材料时，可通过SE途径实现植物再生。这两种外植体在添加了0.2 mg L^?1 α-萘乙酸（NAA）和1.0 mg L^?1 6-苄基腺嘌呤（BA）的Murashige和Skoog培养基（MS）上表现出最佳的再生效果，SE诱导率分别为96.3%和93.5%，平均每个外植体产生41.6个和35个体细胞胚胎。当使用珠芽和叶片段作为外植体时，再生过程通过直接和间接的芽器官发生两条途径进行，在添加了0.2 mg L^?1 NAA和1.0 mg L^?1 苯噻唑酮（TDZ）的MS培养基上，观察到最有效的反应（器官发生频率分别为82.4%和70.7%），以及最高的芽产量（每个外植体平均产生18个和14个不定芽）。组织学检查显示了不同体细胞胚胎发育阶段的结构，包括球形、心形和鱼雷形胚胎。通过使用简单序列重复间（ISSR）和起始密码子靶向（SCoT）标记物评估了再生植株与母株之间的遗传保真度，这两种标记物均表现出单态带型，表明再生植株与母株具有高度的遗传一致性。流式细胞术分析表明再生体的基因组大小稳定，没有显著的倍性变异。因此，所开发的体外繁殖方案高效且成本低廉，具有大规模生产这种珍贵植物的巨大潜力。