对番茄进行细胞学研究有什么意义？
同时，借助核型分析、杂交育种技术、秋水仙碱诱导多倍体、组织培养、原生质体融合等技术，获得番茄同源三倍体(似源四倍体)、异源多倍体(倍性)和非整倍体(单倍体、缺失、初级三体、次级三体、三级三体和补偿三体)材料，完成多倍体和补偿三体。利用非整倍体的经典方法，如初级三体、二级三体、三级三体、着丝粒三体等进行基因的染色体定位分析，完成了初步的连锁图谱构建，如ms、R、wf、rv、sf、var、cpt、sp等。
番茄种质创新和育种中常用的细胞学技术包括胚培养、原生质体融合、花药和小孢子培养。
(1)胚胎培养
胚胎培养技术包括未成熟胚、胚珠、子房、胚乳、成熟胚培养和体外受精。成熟胚培养技术主要用于番茄育种和种质创新，相对成熟。番茄雌配子在受精后25 ~ 30天成熟。在无菌条件下，将果实剖开，取出种子，然后接种成熟胚，培养获得植株。
成熟胚培养技术适用于不需要观察番茄果实园艺性状的材料替代，如重组自交系和近等基因系的建立，可用于骨干亲本某一性状(如抗病性、抗虫性、耐盐性等)的改良。).利用这项技术，每份材料在1年内可繁殖3 ~ 5代，从而大大加快了育种进程。
成熟胚培养技术也可用于克服番茄远缘杂交不育性。利用野生番茄的抗病、抗虫、耐寒、耐热、高产、优质等有益品质性状基因和数量性状QTL是现代番茄育种的重要趋势，但野生番茄与普通番茄杂交存在杂种不育性和稗草等问题。如普通番茄(L.esculentum)与秘鲁番茄(L.peruvianum)、智利番茄(L.chilense)和类番茄茄子(L.lycopersicoids)杂交时，亲和性差，不结实，其F1代和回交1代均有不育性和稗草现象。
(2)原生质体融合
较早研究了番茄的原生质体融合，Melchers在(1978)中获得了番茄和马铃薯的体细胞杂种。其形状趋于番茄植株，花和叶具有杂种特征，有小的畸形果实，但果实无种子，根部未形成薯块。之后，许多研究者进行了广泛的研究，获得了普通番茄与马铃薯、龙葵、茄子、烟草、类番茄茄子、秘鲁番茄和帕纳利番茄的体细胞杂种植株(表24-3)。
表24-3番茄原生质体融合
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番茄原生质体融合的优势在于:①可以克服番茄远缘杂交不亲和或受精或胚胎早期败育的问题，有助于创造新的物种或类型。体细胞融合可以避免常规杂交育种中生殖细胞的受精过程，从而避免上述障碍，实现物种间的基因转移。例如，马铃薯和番茄通过细胞融合获得了属间杂种马铃薯番茄和番茄马铃薯，这是迄今为止有性杂交所没有获得的。②可将抗病、抗虫、耐盐、耐寒、耐旱、除草剂和番茄品质相关的有益基因转移到普通番茄中。例如，番茄样茄子(S.ricki Corr)含有灰葡萄孢、CMV、植物疫霉菌、番茄黑星病抗性基因(黄单胞菌PV。Vescatoria)，番茄镰刀菌F. sp萝卜和斑潜蝇。此外，这种番茄茄子在一定程度上对环境胁迫、低温和霜冻有较强的抵抗力。因此，将类番茄茄子的有用基因渗透到栽培番茄中已成为重要的研究内容。亨德利(1986)、古里(1991)、侯赛因(1994)、松本(1997)等。通过化学诱导融合和电场诱导融合获得了普通番茄和类番茄茄子的体细胞杂种，产生了4个。虽然上述工作仍处于研究阶段，但研究结果对拓宽番茄的变异范围，以及对未来番茄抗病、抗虫、耐盐、耐寒、耐旱育种具有重要意义。③可以创造细胞质杂种。细胞质雄性不育、抗除草剂等基因存在于细胞质的叶绿体和线粒体中。有性杂交只能重组核遗传物质，不能重组细胞质。而且在有性杂交中，雄性配子携带的细胞质很少，很难产生细胞质杂种，而在体细胞杂交中，双亲的细胞质都有一定的贡献。因此，通过细胞融合可以获得细胞核、叶绿体和线粒体基因组的不同组合，在育种中具有重要价值。
Mutschler，M.A.(1985—1992)试图通过常规育种方法和胚培养方法，建立含有潘氏乳杆菌LA716+06细胞质和普通番茄New Yorker(NY)遗传物质的cms系统。获得了一个含有l . Pennell II(la 716×f)×f }×New Yorker(10倍)细胞质和普通番茄New Yorker 99%以上基因组的近等基因系，该系含有Panali番茄及其基因组的叶绿体和线粒体。但cms系统无法建立，作者认为有必要将两个亲本的细胞器进行重组，通过原生质体融合成功获得相应的cms系统。后来有研究人员通过原生质体融合成功转移了细胞质雄性不育、抗除草剂、耐盐等基因。例如，Jain，S.M .，E.A.Shahin(1988)通过原生质体融合成功地将阿特拉津从龙葵转移到栽培番茄VF36中。Andersen(1963)将普通番茄的细胞质引入到潘氏乳杆菌中，从而建立了cms系统。Hassan pour-estahbanati(1985)获得了普通番茄和烟草的细胞质杂种。)、秘鲁番茄(L.peruvianum)和矮牵牛(P.hybrida)，以及普通番茄和Panali番茄(L.pennelli)。
(3)花药和小孢子培养
番茄单倍体培养始于1971年，夏普获得了栽培番茄的愈伤组织。Gresshoff和Doy(1972)诱导番茄花药愈伤组织获得花粉植株。同年，夏普创造了番茄花粉的滋养培养技术。之后，Debergh和Nitsch(1973)对花粉粒进行离体培养，将不定胚的生长追溯到子叶胚期。Devreux等人(1976)获得了白花百合的花药愈伤组织，但只有二倍体和四倍体植株从母组织再生。在1978中，Cappadocia等人培育的番茄白花番茄杂种花药中观察到球形胚。同年，Debergh等人用栽培番茄和茴芹叶L.pimpinellifolium重复了上述实验，并获得了成功。
20世纪80年代，Gulshan等人(1981)成功地从早期单核体的小孢子花药诱导出愈伤组织。Krueget-Lebus等人(1983)培养了番茄品种迷离情骇和短笛的小孢子，获得了球形胚。Shamina和Yadav(1986)在体外培养单核小孢子，获得有茎或无种子的愈伤组织和胚状体。Khoang等(1986)报道了番茄品种Roma的花药再生出单倍体植株，也获得了二倍体和多倍体植株。Evans和Morrison(1989)也报道了番茄花药培养产生单倍体植株。
国内也有研究人员开展这项工作。高秀云、王继芳等人(1979，1980)培养番茄花药，从愈伤组织中获得单倍体植株。袁一楠(1999)以栽培番茄和野生番茄为材料，将小孢子培养成球形胚和心形胚。
番茄小孢子培养目前还没有成功诱导单倍体植株的先例，但以下经验值得借鉴:①供体植株生长环境Debergh (1976)的研究结果表明，控制生长温度在22℃(白天)/20℃(夜晚)，可在子叶胚期进行栽培番茄和薄叶番茄的小孢子培养；②小孢子发育阶段——一般认为小孢子在单核末期至双核早期有效；③供体植株基因型Krueger-LeBus (1983)培养番茄小孢子，发现部分品种没有球形胚。袁一楠(1999)在夏季露地栽培番茄的小孢子，只有马铃薯叶番茄有反应。④培养基和激素-夏普(1971)悬浮小孢子在改良的白色培养基中，然后在改良的MS培养基上培养，获得分裂旺盛的细胞系。Debergh(1973)等人利用哈尔珀林的常量元素、铁盐、微量元素和维生素，并添加蔗糖(2%)和IAA 0。在他们的实验中，发现在添加了NAA和L-谷氨酰胺的培养基中，10天后，18%的花粉中出现两个以上的细胞核。
总之，由于番茄游离小孢子培养技术的难度，国内外很少有研究者继续深入研究，这几乎成为一个世界性难题。今后应在材料收集时间、活化处理方法、培养基成分、生长环境中小孢子发育的生理机制等方面进行深入研究。