Botanical Research
植物学研究
, 2013, 2, 117-124
http://dx.doi.org/10.12677/br.2013.25021
Published Online November 2013 (//www.abtbus.com/journal/br.html)
The Prevention and Control of Somatic Variation and Its
Application in Breeding
*
Yueming Zhao
1,2
, Ya nming Zhao1,2, Yukun Liu 1,2, Chengzhong He1,2#
1
College of Forestry, S ou thw es t Fo restry University, Kunming
2
Key Laboratory for Forest Resource Conservation and Utilization in the Southwest Mountains of Chi na , Mi ni st ry of Education,
Southwest Forestry University, Kunming
Email: beim ing 1987 0804@163.com,
#
hcz70@163.com
Received: Sep. 25
th
, 2013; revised: Oct. 18th, 2013; accepted: Oct. 2 9th, 2013
Copyright © 2013 Yueming Z hao et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License,
which
permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided th
e original work is properly cited.
Abstract:
Plant somatic variation is a common phenomenon in the course of tissue culture and it plays an
important role in improving varieties and breeding new varieties of plant, but it is also a major problem in the
plant tissue culture. In this paper, based on the study of in fluencing factors we try to find out the ways to prevent
and control plant somatic variation. The main genetic bases of plant somatic variation, including chromosome
variation, gene mutation, change of DNA repeat sequence, transposon activation, DNA methylation, gene
silencing etc., are analyzed. As an effective way of br
eeding, plant somatic variation still has some problems.
Keywords:
Somatic Variation; Influencing Factors; Prevention and Control; Genetic Basis; Breeding
植物体细胞变异的防控及育种应用
*
赵月明
1,2
，赵雁鸣 1,2，刘玉鲲 1,2，何承忠 1,2#
1
西南林业大学林学院，昆明
2
西南林业大学西南山地森林资源保育与利用省部共建教育部重点实验室，昆明
Email: beim ing 1987 0804@163.com,
#
hcz70@163.com
收稿日期：
2013
年9月25 日；修回日期：
2013
年10 月18 日；录用日期：
2013
年10 月29 日
摘
要：植物体细胞变异在组织培养中是非常普遍的现象，对改良植物品种和选育新品种具有重要的
意义，但同时也是植物组培的一大难题。本文在研究影响体细胞变异因素的基础上尝试体细胞变异的
防控办法，并对植物体细胞变异的遗传基础做了具体分析，包括染色体变异、基因突变、
DNA 重复序
列的改变、转座子活化、
DNA甲基化状态改变、基因沉默等。植物体细胞变异作为一种有效的育种途
径，仍然存在一些问题。
关键词：
体细胞变异；影响因素；防控；遗传基础；育种
1.
引言
的基因型完全相同。在许多情况下的确如此，因而可
以借助组织培养技术快速繁殖种苗。但是，日渐增多
的资料表明，植物离体培养物和再生植株会发生各种
各样的变异。
Larkin 和Scowcmft[1]首次评述了再生植
株变异的资料，并称这种现象为体细胞无性系变异，
起先人们依据细胞全能性学说，认为本质上是无
性繁殖的组织培养所得到的再生植株应当与原植株
*
资助信息：国家林业公益性行业科研专项
(201104076)；云南省中
青年学术与技术带头人后备人才培养基金项目
(2012HB021)。
#
通讯作者。
Open Access
117
植物体细胞变异的防控及育种应用
素，在植
物离体培养形态发生中起到最重要的作用，
它们可以直接作为反式作用因子，或间接激活其它激
素和蛋白质，或通过细胞第二信使而调节基因表达。
利用
BA
诱导的白桦愈伤组织，其再生植株的染色体
数目和
DNA 水平均发生不同程度的变异，随着
BA
浓度的增加，再生植株二倍体细胞比例由
50%逐渐下
降到
40%
；DNA 多态性片段的比例由
39%上升到
61%
[7]
。对兰州百合及野百合单独使用一种激素NAA
引起的染色体的变异率为
3.5%
及
2.8%
，而 BA和NAA
搭配引起的变异率普遍高于此值
[8]
。研究不同生长调
节物质对河北杨及新疆杨体细胞无性系变异频率的
影响，在培养基中分别加入
0.005~0.015 mg/L TDZ和
0.5~1.5 mg/L ZT
，河北杨及新疆杨再生植株中均未检
测到变异发生；然而在
0.1~0.2 mg/L 2, 4-D条件下，
经过
1
次继代后，两种杨树再生植株中同样未检测到
变异，但经过
3次及
5次继代后，随着
2, 4-D
浓度的
增大，两种杨树的植株变异频率和位点变异频率都有
增大的趋势，且河北杨植株变异频率和位点变异频率
最高可达
25%
和5.4%
，新疆杨则分别可达20%和
4.5%
[9]
。由此可见培养基中激素的组成对于体细胞的
变异具有重要影响。仙客来的胚性愈伤进行固体培养
基培养和液体悬浮培养，分别获得了大量体胚，依据
体胚萌发后的状态不同进行统计，固体培养基上得到
10.9%
的正常体胚，其体胚变异机率为 89%，悬浮培
养得到
6.3%的正常体胚，变异机率为 94%[10]，由此
可见，培养基形态对于体细胞变异也有一定的影响。
即“任何形式的细胞培养物产生的再生植株通称为体
细胞无性
系”。此外，对于体细胞无性系变异的遗传
学基础也有了一定深入的了解，具体表现在：染色体
数目和结构变异以及基因突变、基因扩增和丢失、基
因重拍、基因沉默、
DNA 甲基化和转座子活化等方面。
2.
体细胞变异类型
植物体细胞变异包括可遗传的变异
(heritable
variation)
和外遗传变异(epigenetie variation)两类。前
者指可以在有性世代和无性繁殖世代稳定保持的变
异，后者指不仅在有性世代、有时甚至在无性世代
也不能稳定保持的变异。外遗传变异也称发育变异
(developmental variation)
，即由于外部影响导致基因
表达的改变，从而引起表型上的变异
[2]
。对于可遗传
变异，又可根据无性系变异在
R2
代是否分离而分为
纯合变异和杂合变异。纯合变异在
R2
代及以后世代
均不出现分离，而杂合变异在
R2
代出现分离，但一
般在以后世代可以稳定传递
[3]。
3.
体细胞变异来源
从来源来讲，一般认为，植物体细胞无性系变异
的起源有二：一是外植体中已存在的、于再生植株中
表现出来的变异，来源于不同组织、染色体倍性存在
差异的细胞，如：薄壁细胞、木质部细胞、韧皮部细
胞等，这些细胞在不同组织内的分化和生长是非同步
的，当改变外界条件时，这些细胞的发育就会改变方
向，从而产生变异。嵌合体是由不同遗传组成的组织
和细胞构成的，因而组织培养中嵌合体的分离就会导
致变异的出现，来源于有刺黑莓的无刺嵌合体，在组
织培养后就获得了半数短刺或者无刺的再生植株
[4]
。
另一则主要是组织培养过程本身诱导产生的变异，经
组织培养产生的变异要比常规繁殖方法产生的植株
表现更多的变异。体细胞无性系变异的变异率可以高
达
30%~40%
，有时甚至高达 90%，某一具体性状的
变异率在
0.2%~3%
之间
[5,6]
。组织培养中影响植物体
细胞无性系变异频率的因素很多，
包括：培养基组成、
外植体来源、外植体基因型、继代次数等。
3.2.
外植体来源
研究表明，
茎尖、腋芽等具有分生组织的外植体，
其变异率低于叶片、根段和茎段等未分化形成分生组
织的外植体。在菠萝的顶芽、腋芽和果实不同外植体
上诱导出团状愈伤组织，经
7~14
个月的继代培养后
均再生了植株，但以果实为外植体的所有再生植株均
发生变异，顶芽的有
7%发生变异，腋芽的变异率为
34%
[11]
。以白杆成熟合子胚为外植体诱导体细胞胚胎
发生，胚性愈伤组织继代培养
3a
后发现，随着继代
时间的增长，胚性细胞内有些细胞的染色体数目发生
了无规律的变化，而再生植株根尖细胞染色体数目比
较稳定
[12]
。用 RAPD
分子标记技术，对用芥菜的愈伤
组织、子叶块诱导的不定芽、茎段诱导的丛生芽进行
3.1.
培养基组成
组培基成分会诱导组织培养材料的细胞发生不
同程度的变异。植物激素，主要是生长素和细胞分裂
Open Access
1
18
植物体细胞变异的防控及育种应用
检测显示，前者存在
DNA
水平差异，后两者不存在
[13]
。对中国水仙染色体数目鉴定结果表明，用鳞茎盘
切块、子房切片再生形成的小鳞茎，其壮苗生根培养
后的根尖细胞染色体数目发生不同程度的变异
[14]
。
3.3.
外植体基因型
植物体细胞变异是基因型依赖性的，即随基因型
不同，变异的数量和程度也不同。在小麦的体细胞变
异中发现，在一个基因型的无性系后代中，某一特定
的
SSR
位点上的变异表现一致；而在不同的基因型无
性系后代中，有的
SSR
位点上的变异表现为一致，有
的
SSR
位点上表现为不一致[15]。对兰州百合和野百合
进行组织培养，在愈伤组织中其染色体的变异率分别
为
54.4%和
49.4%
，变异范围分别为9~50 条和12~50
条；在芽端分生组织中兰州百合及野百合的变异率分
别为
17.5%
和9.5%[8]。
3.4.
继代次数
继代次数是影响体细胞无性系变异最重要的因
素之一。对继代培养
12.5 年的普通小麦济南
177 愈伤
组织染色体的结构变异进行了研究，并与继代时间为
1.5~8.6
年的进行比较，发现其染色体结构变异的类型
发生了改变，并认为长期继代培养不仅能引起染色体
数目和结构变异，同时能导致基因消失或表达的改变
[16]
。对菊苣第一代和第二代体细胞再生植株进行
RAPD
标记，发现第一代体细胞无性系没有发生 DNA
多态性变异，第二代体细胞无性系在分子水平发生了
1
条
DNA 多态性变异[17]。对番木瓜(2n = 18)主栽品种
蔬罗
1
号1~38
代组培苗体细胞的染色体数的初步观
察和统计，发现
1~32
代苗所观察的体细胞染色体全
部为
2n = 18，但是在第
33
、36、37 代发现了染色体
非整倍性的细胞
[18]
。利用 BA 诱导的白桦愈伤组织，
随着继代培养时间的增加，再生植株二倍体细胞比例
由
57%剧减到 30%，DNA 多态性片段比例逐渐上升，
变异逐渐加大
[7]
。对草地早熟禾愈伤组织进行继代培
养，继代
3次的愈伤组织在
AFLP
电泳图谱上反映出
高频率的谱带缺失，与继代
1次相比，缺失了
550 条
带，增加了
73
条带；继代 5、7、9、11 次的愈伤组
织，与继代
1
次相比，其增加和缺失的多态性片段总
和分别为
501
条、500 条、521 条、699 条，表明随着
继代次数的增加，愈伤组织的变异逐渐增多
[19]
。对香
果树的胚性愈伤组织进行组织培养发现，随着继代次
数的增多，体细胞胚的变异率不是逐渐升高，而是先
升高后下降
[20]
。对苜蓿愈伤组织进行组织培养发现，
继代
0~12
周DNA 含量的变异百分率增加迅速，之后
增加速度逐渐趋于平缓、稳定
[21]
。
4.
体细胞变异的防控
通过对影响体细胞变异的因素的了解，为了减少
组织培养过程中的体细胞变异，应该从以下几个方面
加以注意：选取变异频率相对较低的品种，挑选具有
分生组织的外植体，例如腋芽、茎尖、根尖，且尽量
跳过愈伤组织阶段进行组织培养；培养基的配制，要
选取合适的激素浓度，不宜过高，激素的种类也不宜
过多，液体培养基优于固体培养基；在培养过程中，
严格控制通风、光照、温度和湿度，继代培养次数不
宜过多。在林业上，对于老化和体细胞变异较大的树
木，可通过组织培养，对其进行复幼处理，从而恢复
幼龄树木良好的生根能力，旺盛和通直的生长习性
[22]
。
5.
体细胞变异的遗传基础
植物体细胞变异的遗传基础，一直是无性系变异
研究所关注的课题。从
1981
年起，科学家们已利用
细胞学和分子生物学方法对植物体细胞变异做了不
少研究，所获得的结果对认识无性系变异的机理奠定
了基础
[23]
。在细胞水平上，体细胞无性系变异包括染
色体数目和染色体结构变异两个方面，染色体数目变
异又包括整倍性变异和非整倍性变异，染色体结沟变
异主要是由于染色体断裂后经过修复和重新连结所
形成的易位、倒位、缺失和重复，为可遗传变异。在
DNA
分子水平上，体细胞无性系变异包括点突变、基
因的扩增和丢失、基因重排、基因沉默、
DNA 甲基化、
转座子活化等。到目前为止，关于体细胞变异的遗传
基础虽然提出了不少观点，但都只能对其中的某些现
象进行解释，同时对不同材料的研究还经常出现对立
的结果，说明体细胞变异是极其复杂的。
5.1.
染色体数目
染色体数目表现在整倍性、非整倍性、混倍性。
Open Access
119
植物体细胞变异的防控及育种应用
5.3.
基因突变
植物组织培养中经常出现染色体数变化的现象，随着
植物体细胞无性系变异观察研究的广泛和深入，发现
发生性状改变的大多数物种并没有发生染色体水平
的变异，有些学者提出细胞学的变异只能解释少数较
极端的无性系变异，更多的无性系变异则可能是
DNA
水平上的变异
[23]
。以四合木种子萌发幼苗为外植体诱
导愈伤组织，对继代培养
1~2a
的愈伤组织进行染色
体制片并计数，结果发现愈伤组织在继代培养过程中
染色体数目变异显著，有亚倍体、多倍体和超倍体出
现，
继代培养 la 以上的愈伤组织中多倍体和超倍体占
优势，亚倍体较少，而正常的二倍体则少见，同时还
出现了异常的有丝分裂现象
[24]
。对5
个大蒜品种再生
植株分析发现，通过愈伤组织培养诱导再分化形成的
再生植株，其细胞染色体数目发生了不同程度的变
异，
55'-品种的体细胞无性系二倍体率分别为 52%、
64%
、58%
、54%
和
62%，其余为多倍体、超倍体和
亚倍体细胞
[25]
。对荔枝的非胚性愈伤组织、胚性愈伤
组织、胚状体、畸形苗根尖、正常苗根尖的染色体数
目检查表明：各种培养物均出现了广泛的染色体数目
的变异，除正常的荔枝体细胞染色体数目
2n = 30外，
还出现
2n = 15 - 29
以及2n = 31 - 60的染色体异常细
胞
[26]
。对苜蓿花药培养再生植株进行流式细胞仪检
测，
50 株苜蓿花药再生植株幼苗中42 株四倍体，2n =
4x
与
2n = 2x的混合体为 5株，单倍体为 2株，三倍
体为
1
株[21]。
基因突变是指基因序列中碱基发生了改变，导致
由一种遗
传状态转变为另一种遗传状态。点突变在植
物组织培养过程中可以高频率发生，从而引起体细胞
无性系变异。点突变与其它几种变异方式相比较，对
再生植株的损伤小，且得到的变异能够较快稳定遗传
[39]
。对培养了 20 年的水稻细胞进行检测，发现在与
水稻直链淀粉合成相关的两个看家基因
EPSPS、
RPS20
内发生高频率的
A/T
转换为
G/C[40]。有研究利
用
RAPD
分子标记法，在
DNA
水平上分析甘薯品种
间遗传差异以及体细胞胚胎无性系的遗传变异，实验
筛选了
45个随机引物，其中
7个引物 PCR 扩增后在
品种间和体细胞胚胎无性系中表现
RAPD
多态性，并
在相应胚性愈伤组织中检测到少数
RAPD
变异位点
[41]
。Brettell 等在玉米杂种胚培养过程中，从645 株再
生植株中，分离得到了一株表现稳定的玉米乙醇脱氢
酶位点变异植株，该突变体新产生的酶有活性功能
[42]
。对三个西瓜品种再生植株进行 RAPD分析，结果
表明三个品种的基因组
DNA
均发生了不同程度的变
异
[43]
。用 mRNA 差异显示技术和 SSR标记，比较了
小麦品种丰抗
8号及其幼胚培养突变系第
R8 代株系
的基因编码区和非编码区的核苷酸序列，证明突变系
的
DNA
序列存在大量的突变[44]。目前，单基因突变
可以用分子生物学技术检测，但对于多基因突变是比
较难以达到的，而植物的许多品质、产量等性状都是
由多基因控制的，目前缺乏对体细胞无性系中多基因
突变的分子生物学检测的报道，所以用分子生物学检
测无性系突变有待于进一步研究。
5.2.
染色体结构
染色体结构表现在染色体易位、倒位、缺失和重
复。以陆地棉体细胞培养获得的胚性愈伤、体细胞胚
和再生植株的根尖为材料，进行染色体制片，观察分
析染色体的变化，结果显示，可能是由于染色体的丢
失影响到细胞的发育，以致部分具有非正常染色体数
的细胞被淘汰，从而导致再生植株中具有正常染色体
数目的比例增加
[27]
。在 5
种不同基因型的玉米胚性愈
伤组织继代过程中观察到染色体明显的结构变化：有
染色体缺失、随体断裂、染色体粘连、染色体凝聚、
易位、同源染色体联会、环状染色体，在一些细胞中
还出现微核
[28]
。此外在黑麦草[29]、大蒜[25]、棉花[30-32]、
伊贝母
[33-35]
、山薰豆[36,37]欧美杂种山杨[38]等植物的组
织培养过程中也观察到类似的染色体结构的变异。
5.4.
基因扩增和丢失
基因扩增是细胞内某些特定基因的拷贝数专一
性地大量增加的现象，是细胞在短期内为满足某种需
要而产生足够的基因产物的一种调控手段。转座子也
可以诱导位于中度或高度重复序列的多拷贝基因中
那些不表达的拷贝活化，提高基因表达强度，进而导
致表型变异。基因丢失是指在细胞分化过程中通过丢
失掉某些碱基序列而失去基因活性。在高度重复的基
因组中，小麦、黑麦、玉米和烟草等植物中均发现一
类编码核糖体
RNA
的那一部分数目可以随条件不同
而增加或减少
[45]
。以添加了不同浓度的甘露醇、PP333
Open Access
120
植物体细胞变异的防控及育种应用
和
ABA
的培养基对半夏试管苗进行缓慢生长法保存，
并对保存材料再生后代的体细胞变异进行检测，结果
显示，保存在添加了
2.0~4.0 mg/l ABA培养基上的植
株检测到
1
条新增标记和１条缺失标记，位点变异率
为
1.7%
，个体变异率为 30%[46]。以多年生黑麦草成
熟胚诱导获得的再生植株为材料，利用
RAPD
标记方
法对其体细胞变异进行了研究，结果显示在
11 个能
扩增出多态性带的随机引物中，有
4
个引物(S21、S23、
S24
、S25)能检测到再生植株的多态性差异，其中 S24
引物在各再生植株中都检测到了与对照不相同的位
点。不同再生植株无性系扩增出不同数量的特异性多
态带，与对照相比，既有缺失带，也有新增带
[47]
。
5.5.
基因重排
基因重排是
DNA
分子内部核苷酸顺序的重新排
列。在组织培养过程中，也可发生基因重排，这是无
性系变异的另一原因
[48]
。在玉米栽培系 A188 的培养
细胞中发现，玉米贮藏蛋白基因座位有高频率的基因
重排出现，重排起源于
DNA
复制过程中的同源染色
体重组和缺失、倒位和插入
[49]
。Hartmann 观察到小麦
幼胚愈伤组织培养
6
代后获得的再生植株的线粒体
DNA (mtDNA )
发生重排，并且培养时间越长，再生植
株
mtDNA 变异程度越大，由此可见，尽管 mtDNA
有很大的保守性，但组织培养也可使
mtDNA
发生较
大的变异
[50]
。
5.6.
基因沉默
基因沉默是指生物体中特定基因由于种种原因
不表达。研究者最初发现基因沉默产生的变异，是在
水稻的初级再生植株中，此类植株是个矮化的纯合
子，能通过有性生殖保持。还发现这一突变显示低频
率的复原，且复原不能在再生植株的杂交后代中保持
[51]
。若用 DNA 甲基化抑制剂处理矮化类型可诱导正
常表型的复原。这一结果显示，矮化变异是可逆的，
是基因沉默的结果。还有研究者分析了玉米白色穗轴
变异，发现基因沉默在这一系列变异中发挥重要作
用，已经确认调节玉米穗轴颜色的遗传区段，且已成
功克隆
[52]
。
5.7.
转座子活化
转座子是能从基因组的一个位置独立地转移到
与此广泛同源的另一位置上去的一段
DNA
。在组织培
养过程中，由于细胞处于高速分裂的状态，所以染色
质复制滞后，结果引起细胞分裂后期形成染色体桥和
染色体断裂。在断裂部位的
DNA 修复过程中属于异
染色质的转座子发生去甲基化而被激活，并发生转座
作用，从而引起一系列的结构基因活化、失活和位置
变化，导致无性系变异，且此类变异一般不可遗传。
转基因沉默是一个受多因素调控的复杂过程，其中
DNA
甲基化是造成植物转基因沉默的主要原因之一。
目前普遍认为，转基因沉默分为转录水平上的基因沉
默
(TGS)
和转录后水平的基因沉默
(PTGS)[53]
。在组织
培养过程中，玉米的三个转座系统
Ac
、Spm 和Mu
表现出活性。
Peschke
等将玉米再生植株作为父本，
与带有受体
Ds
和合适的胚乳标志基因的试管植株杂
交，检测到有
9棵来自单细胞的再生植株具有
Ac 活
性，之后他又在玉米再生植株的后代中检测到
Spm 活
性，并发现在供体植株中存在着与
Spm 同源的
DNA
序列，同时认为这些同源序列的激活会导致活性
Spm
的出现
[54,55]
。Evo1a 在一半的玉米再生植株中检测到
活性
Spm 的存在；随后，又发现了
Ac
的激活[56,57]。
另外在水稻中也存在活性转座子
mPing/Pong[58]。
5.8. DNA
甲基化
DNA
甲基化是细胞中最常见的一种 DNA 共价修
饰形式。研究发现，转录水平的
DNA
甲基化主要发
生在基因的
5’
端的启动子区域，使转录因子与启动子
的接触受到阻碍，从而抑制转录
[59]
，并且甲基化可延
伸到基因的
3’
端
[60]
。植物体胚发生与 DNA甲基化密
切相关，一定程度的ＤＮＡ甲基化水平有利于植物体
胚的正常发育
[61-63]
。研究发现，在油菜种子萌发过程
中同时检测到大量的甲基化和少量的去甲基化现象，
而且去甲基化占据绝对主导地位
[64]。大量的去甲基化
是与种子萌发后启动了大量基因的表达相一致的，同
时少量的甲基化事件也暗示部分基因正在关闭，这似
乎表明，植物通过
DNA
甲基化和去甲基化的方式来
实现基因的有序表达。甲基化模式的改变则会导致植
物产生大量的表型变异。已有学者分离出与油棕体细
胞变异有关的
DNA
甲基化酶基因[65]。由于植物组织
培养过程中，
DNA 甲基化变异往往伴随着高频率的转
座元件的激活、异染色质诱发的染色体断裂、质量表
Open Access
121
植物体细胞变异的防控及育种应用
型变异以及高频率的序列变异，从而影响基因的表达
[39]
，所以
Philips 等认为 DNA 甲基化变异可能是植物
体细胞无性系变异的一个根本原因
[66]。Devaux 等分
析了大麦组织培养形成的
DH
群体，其中由甲基化引
起的
RFLP多态性变化
96%来自组织培养的 DH群体，
说明组织培养的确引起了
DNA
甲基化变化[67]。纽荷
尔脐橙愈伤组织胚状体再生能力的丧失就伴随着明
显的
DNA
甲基化[68]。
6.
体细胞变异育种
体细胞变异育种需要的外植体材料很少，增殖速
度快，能在短时间内获得稳定、纯合的突变体；操作
难度小，适用的作物范围广，且经济，易在广大的育
种单位开展；可通过在培养基中加入一定的选择压力
以定向选择，从而筛选到特定的突变体；为植物育种
工作者提供了一个新的变异来源和有效的育种途径
[69]
。组织培养可以改变植物体中遗传重组事件的频率
和分布，这表明体细胞变异的染色体区域要比传统育
种和诱变育种中区域要大
[70]
。然而作为植物组织培养
中经常发生的事件，体细胞变异对于利用组织培养技
术进行优良基因型快速繁殖、种质资源离体保存、体
细胞杂交和基因工程育种也带来了不利影响，因为在
此过程中都需要保持植物原有遗传基础的相对稳定。
而另一方面，然而关于体细胞变异育种仍然存在一些
问题，需要我们注意并加以解决。
6.1.
有效变异率低
目前存在的主要问题是对体细胞变异研究的基
础工作不够深入，缺乏对诱变本身可以引起的某种内
在变化的认识，特别是反映在代谢环节上的特征性变
化，然后从中抓住这些特征，采取人为的控制手段，
使外植体产生定向变异，提高有效变异频率。此外，
提高目标性状和其它有益农艺性状的频率，并使之尽
快稳定下来也有待进一步研究。在一个体细胞无性系
中，很可能同时有许多性状发生突变，对于改良品种
有积极作用的性状，我们应该促使其发生，对于改良
品种有害的性状，我们应该避免。
6.2.
细胞全能性保持
在长期的离体培养过中，植物细胞全能性的保持
是一个很重要的问题。因为早就注意到多倍体和非整
倍体细胞的离体形态发生能力大大降低，以至丧失。
除了遗传上的原因外，其后天因素，如驯化作用以及
培养过程中内源代谢产物的积累和变化等，都可能影
响组织分化和再生能力。许多变异性，无论是遗传的、
生理的或是后天因素引起的都可以干扰细胞的正常
代谢活动和发育，结果是细胞或愈伤组织分化能力丧
失，或是只能再生出异常的植株。
6.3.
遗传稳定问题
近年来在很多工作上发现。选择的变异体的变异
特性，有的能在后代中继续表达或稳定地遗传下去而
有的不能，或是往往只能在部分个体上传递下去，或
完全消失。以高粱纯系
401-1
为材料，通过幼胚培养，
有小盾片细胞产生的再生植株后代出现株形矮小，叶
形窄短的突变体，该突变体经过
15
个世代形状是稳
定遗传的
[71]
。以优良假俭草选系 E-126为材料，经低
温诱导和筛选获得可稳定遗传的体细胞抗寒突变体
[72]
。总之。在了解体细胞变异发生的原因、性质及其
遗传传递规律的基础上，突变体筛选及其利用能发挥
更大的作用。
7.
展望
植物体细胞变异的遗传基础和主要影响因素的
研究，既可丰富植物细胞遗传学理论，也为植物的育
种实践提供了指导。组织培养作为一种基本手段和工
具，无性系变异必将严重影响组培技术在现代生物技
术中的广泛和深入应用。外植体脱分化时，细胞的异
常分裂是体细胞变异的主要来源，激素在细胞分裂中
起到关键的作用，同时也是无性系变异最重要的外部
影响因素，一般认为经历外植体脱分化的间接形态发
生方式，与使用生长素有关，探讨培养基各激素间的
平衡可以降低组培无性系变异，同时能够使正常或目
的类型得到选择，虽然报道不多，但确实是值得研究
借鉴的方法。目前激素与体细胞变异的遗传基础的关
系的了解极少，所以，首先从激素入手，研究激素以
及不同激素间的相互作用与体细胞无性系变异遗传
基础的关系，并以此为基础尝试无性系变异防控办法。
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