桃形李叶片再生不定芽的研究进展

叶思思 谢世莹

摘要：李作为核果类果树研究的模式植物，因再生体系尚未健全，使得其在遗传转化等方面的研究工作进展缓慢。桃形李主要通过压条、扦插、嫁接等无性方式繁殖，但该方式成本较高、繁殖速度慢。以叶片为代表的营养器官因其取材方便、遗传背景单一、不易出现嵌合体等特点，成为了植物遗传转化的理想受体。本文综述了目前桃形李等核果类果树叶片再生领域取得的进展，对叶片再生不定芽过程中部分生理生化研究结果进行了介绍，以期为核果类果树的品种改良、遗传转化和基因功能等分子育种研究提供思路。

关键词：桃形李;叶片;再生;不定芽

中图分类号：G4 文献标识码：A

一、核果类果树叶片再生不定芽

核果类果树栽培种的桃、李、杏原产于我国，皆属于蔷薇科五李属，但分别属于桃亚属、李亚属和杏亚属，不仅均为二倍体，含有16条染色体，而且在生物学性状和染色体结构上均有很密切的关系。但是桃形李叶片再生不定芽的研究比较少，通过了解核果类果树叶片再生不定芽的研究进展，有助于我们了解桃形李的叶片再生机制。

（一）叶片再生研究概况

早在20世纪60年代，植物组织培养就已经兴起，而叶片因其具有取材便捷、操作简单、高效、对原有植株和环境影响小等特点而成为研究的主要对象。但在较长一段时间内木本植物的叶片再生进展十分缓慢。在20世纪80年代，果树组织培养仍然是科学家们的一大难题，甚至有人认为果树叶片再生是不可能实现的。近十几年来，经过摸索和探究，使得果树叶片离体再生得到较大进展。目前，果树上苹果、猕猴桃、桃、梨、杏等已相继建立了成熟的叶片再生体系，并获得了相应的转基因植株。但是与此同时发现有前人报道称，核果类果树叶片再生较仁果类果树困难，这或许这就是核果类相关研究较少的原因。

（二）叶片再生不定芽的方式

叶片再生主要有两种模式：器官发生型以及体细胞胚发生型。器官发生型主要为不定芽和不定根两种。对于不定芽的起源，刚开始人们认为不定芽起源于结构疏松、分裂速度快、形态高度液态化的愈伤组织，但是有学者发现不定芽也可起源于单细胞。而再生不定芽又分为两种途径：第一种是间接形态建成模式，即叶片分化成愈伤组织后再分化成不定芽，第二种是直接诱导叶片再生成不定芽。由于将叶片直接再生为不定芽具有减少或避免因组织培养引起的遗传突变和转基因成功率高等优点，因此从核果类果树关于叶片再生不定芽的相关文献中可以看出，许多学者通过诱导叶片再生不定芽来进行研究。

（三）叶片再生不定芽的组织起源

就叶片再生器官和组织的起源，学者们一直都存在不同的想法。叶片表皮、下表皮、海绵组织和栅栏组织，以及髓部的薄壁细胞都可能是分化的源细胞。但是大多数学者通过实验发现，叶片再生不定芽的主要源细胞是叶片表皮和下表皮。F.Blando[1]等在研究甜樱桃叶片再生不定芽的过程中由叶片表皮、下表皮以及维管束的内细胞形成的愈伤组织是不定芽的起源。

二、叶片再生不定芽中部分生理生化指标的研究概况

（一）叶片再生不定芽中内源激素的变化

外源生长调节物质是植物组织离体培养过程中一定会加在培养基中的。然而外源生长物质要想起到较好的作用离不开内源激素的平衡和调节。国外早在60年代就已出现了一些关于研究植物组织培养过程中内源激素的报道。然而随着科学技术手段的不断改进与发展，近十几年来，国内外学者对内源激素在叶片再生不定芽过程中的变化，内源激素对愈伤组织的作用以及内源激素與外源激素之间的关系开展了大量的研究。姚婷[2]以欧李试管苗叶片为外植体进行不定芽再生研究，并通过改良 MS 培养基，也就是不断调节培养基中的外源生长物质（BA、TDZ、ZT、IBA、NAA和2，4-D）浓度，使叶片再生不定芽的再生率达到 63.1%，平均每外植体再生芽数为4.9。由此可见通过研究内源激素的变化来研究桃形李叶片再生不定芽的机制是一个较为有效的办法。与此同时，我们也不难得出这样一个结论：生长素和细胞分裂素的种类及比例是叶片再生不定芽的一个重要影响因素。

（二）叶片再生不定芽中过氧化物酶活性的变化

在植物组织离体培养过程中，酶的活性和种类的变化也可以作为研究桃形李叶片再生不定芽机制的一个重要手段。张淑娟[3]等在研究欧洲白桦叶片再生不定芽的过程中，发现过氧化物酶的活性变化呈明显的抛物线形式在愈伤组织大量形成即第10天时过氧化物酶活性达到最高峰明显高于前几天和后几天的酶活力。

（三）叶片再生不定芽中多胺的变化

多胺（PA）是含有两个或两个以上氨基的低分子量脂肪族氮碱，具有很强的生物活性，在真核生物细胞和原核生物细胞中都可以发现。高等植物中腐胺（Put）、亚精胺（Spd）、精胺（Spm）等是最为普遍的且具有重要的生理功能的多胺。陈丹丹[4]在研究外源多胺对金线莲花芽分化与抗逆性的影响过程中，发现外源多胺会增强抗氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶等酶活性，增加内源多胺和主要活性成分（多酚、多糖、黄酮）的含量，降低植株丙二醛（MDA）与过氧化氢的积累。

三、问题和未来展望

（一）问题

尽管在果树叶片再生不定芽的研究方面取得了很多进展，但是就核果类果树再生不定芽尤其是桃形李的研究还是不够充分的。目前存在几个问题吱亟待解决：首先，基础研究不足。桃形李等核果类果树遗传背景复杂、生长周期长，造成学者对其遗传规律研究不足和了解甚少的现象。大多数学者大多专注于研究影响叶片再生不定芽的影响因素，而未对叶片再生不定芽的内在机制。其次，成功率低。叶片在再生不定芽过程中会面临各种污染以及适应性的问题，因此如何提高成功率值得去研究和探讨。

（二）展望

目前，研究主要集中在樱桃、杏等经济价值较高或是更具代表性的桃等核果类果树上，而对于桃形李这种产量相对较大、地区特色水果的研究少之又少。因此，研究不定芽的发生途径、分化时间及起源部位，测定叶片再生不定芽过程中一系列生理生化指标，明确它的内在机制是未来主要的研究方向，能够为建立更为完备的核果类果树叶片再生不定芽体系奠定基础。

参考文献

[1]姚婷，张开春，闫国华，王晶，张晓明.欧李离体叶片再生体系的建立[J].果树学报，2012，29（04）：589-592+713.

作者简介：叶思思（2001.01-），女，汉，浙江省温州市，本科在读，绍兴文理学院生命科学学院，研究方向：教育学，生物学。