林业科学

作者：赵珊1,董静1,郑帅1,陈发菊1,2,刘文1,2,梁宏伟1,2,*

单位：1. 三峡大学生物与制药学院　宜昌 4430022. 三峡区域植物遗传与种质创新重点实验室　三峡大学　宜昌 443002

关键词：楸树,胚性愈伤组织,染色体加倍,转录组测序,内源激素

基金：2022年湖北省中央引导地方科技发展专项（2022BGE265）。

目的: 探究长期继代下楸树胚性愈伤组织难以分化再生的发生机制，为楸树体细胞胚胎发生体系的分化再生和遗传稳定性提供理论基础。方法: 以新诱导的非胚性愈伤组织和初代胚性愈伤组织、继代培养7年的胚性愈伤组织为材料，开展细胞倍性、差异表达基因及内源激素水平分析。结果: 1）通过染色体计数发现，初代胚性愈伤组织染色体保持二倍体状态（2n=40），而连续培养7年的胚性愈伤组织染色体数目发生了加倍现象，染色体数目为80~162；流式细胞仪鉴定发现连续培养 7 年的胚性愈伤 DNA 含量相比楸树实生苗增加 3 倍，其细胞倍性为六倍体。2）通过对转录组数据的GO和KEGG富集分析，发现差异表达基因显著富集在植物激素激活信号通路、转录调控、MAPK 信号通路、发育过程的调控等通路，其中响应生长素信号的SAUR、ARF、AUX/IAA、GH3，脱落酸受体PYR/PYL，胞外蛋白AGP，转录因子ABI3等促进体胚分化发生的基因表达均下调，而乙烯合成抑制因子ETO1则表达上调。3）内源激素水平分析表明，连续继代 7 年的胚性愈伤组织中IAA 和 ABA 的含量显著低于新诱导的胚性愈伤组织，这与其参与植物激素信号转导基因的下调表达相对应，而高水平的IAA和ABA可能是调控体细胞胚胎发生的关键。结论: 楸树胚性愈伤组织在长期继代过程中发生的染色体加倍、促进体胚发生相关基因的异常表达以及内源激素水平的显著下降，可能是造成其难以分化再生的根本原因。

来源：2025年第6期

《林业科学》期刊编辑部

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