近日,院园艺所辣椒团队在辣椒花药培养研究方面取得进展,其研究成果《Optimization of anther culture in pepper (Capsicum annuum L.) via genotype selection and GABA supplementation》发表于中科院三区期刊plant cell tissue and organ culture (PCTOC) 。
花药培养是植物快速获得纯合材料的有效手段,能够极大地缩短育种周期,加速优良性状固定与新品种选育,对于提高辣椒产量、品质和抗逆性具有重要意义。然而,辣椒花药培养的应用长期面临两大瓶颈:一是成功率严重依赖于供体基因型;二是在培养过程中,微生物污染和组织褐化问题频发,导致胚状体诱导率极低,限制了该技术的广泛应用。
该研究团队通过对14个辣椒杂交一代(F1)品种进行筛选,并系统评估了多种抗菌剂的效果,最终发现γ-氨基丁酸(GABA)是一种能有效解决上述难题的关键添加剂。研究首次证实,在培养基中添加50mM的GABA,能够发挥独特的“双效”功能:一方面,它能高效抑制微生物污染和花药褐化,克服传统抗菌剂(如PPM和青霉素)在抑菌的同时会产生显著植物毒性、抑制胚状体发生的弊端;另一方面,它能主动促进小孢子向胚性途径的转化,显著提高胚状体的诱导率。
这一发现改变了传统辣椒花药培养中“抑菌”与“促生”相互矛盾的困境,揭示了GABA作为一种非传统抗菌剂,在调控植物离体发育和维持培养体系稳健性方面的多效性新机制。基于此,研究建立了一套以GABA为核心的辣椒花药培养优化方案,为辣椒单倍体育种提供了重要的技术突破和理论依据,对加速辣椒优良纯系的创制和新品种选育具有重大应用价值。
院园艺所侯思皓博士为论文第一作者,宋占锋研究员为该论文的通讯作者。该研究得到四川省财政自主创新专项项目(2022ZZCX045)、“十四五”四川省蔬菜育种公关项目(2021YFYZ0022)、国家现代农业产业体系四川省创新团队(sccxtd-2024-22)等项目的支持。
(院园艺所 侯思皓撰稿;宋占锋校对;谢红江审核)





