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芸苔属作物的原生质体培养和细胞融合
贾士荣 杨美珠(中国农业科学院生物技术研究中心 , 北京 10 08 1 )
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提要 本文就 7” 年代以来芸苔属作物的原生质体培养和细胞融合技术的研究进展孕其率用前景作了综述 , 特别对通过细胞融合产生胞质杂种及其在芸苔属作物育种实践中的应用作 了讨论 。
芸苔属 (B : a骊 c a) 在植物分类上为婴粟
目 (R ho e司碗。s ) 、 十字花科 (价、 `咬八犷。 ) 3佣
余个属中较大的一个属 , 约 1 0 种。 其中包
收稿 1 9 8 7 年 8月 8 日
7
DOI : 10. 13592 /j . cnki . ppj . 1988. 05. 002
、 卜护尹 一
括许多重要的油料 、 饲料和蔬菜作物 , 是一个
丰富的基因库 , 也是进行种间 、 属间杂交培育
新品种新类型的好材料 。
芸苔属作物主要分 为 黑 芥 (B . 耐g : a) 、
甘蓝 ( B . 画即。 a) 、 白菜或白 菜 型 油菜 ( .B
。 “ 州 , 邵分赫 ) 三个基本种 , 以及埃塞俄 比亚 芥
(B
.
o r感” 耐a) 、 芥 菜 或 芥 菜 型 油 菜 (B ·
扣助 ea ) 、 甘蓝型油菜 (B . 。叩此 )三个 自然复
合种 , 共六种类型 。 它们的基因组分别为 B B
( Z n ~ 1 6 )
、
O ( Z n ~ 1 8 )
、
A A ( Z n ~ 2 0 ) 和
B B朋 ( Z n 一 34 ) 、 A A B B ( Z n ~ 3 6 ) 、 A A CO
( Z n 一 38 ) 。 其进化关系也早 已清楚 。
多年来 , 作物育种家们一直试图通过芸
苔属作物的种间杂交培育新品种 , 并获得了
成功。 但是 , 芸苔属的种间杂交 , 往往由于染
色体数不同而仍较困难 , 尤其是基本种之 l’is
结实率仅千分之一二 , 杂种种子又常常不能
萌发 , 或萌发后幼苗早期夭亡 。 这种不亲和
性包括合子形成前的受精障碍和合子形成后
的胚胎发育障碍两方面 。 离体胚培养法用于
克服合子形成后的碍障 已在芸苔属作物的远
缘杂交中成功地应用〔80, , 但对于合子形成前
的受精障碍仍无法解决 。 此外 , 在常规有性
杂交中难以形成胞质杂种 , 以转移胞质基因
控制的有益性状 , 如雄性 不 育性 、 除 草剂
抗性等。 原生质体融合 (或称体细 胞 杂 交 )
为 解 决 这 些 问 题 开 辟 了 一 条 新 的 途
径 。
表 ! 芸答属原生质体再生植株及体细胞杂种
取 材 部 位
叶片子叶蓝
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球.O.r
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结
片轴
根胚
青 花 菜
刀 . 0 1` 犷 Qc 己a
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花 课 菜
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Va .r bo 介为杯 s
甘 蓝 型 油 菜
刀 . 刃砰p姗
下 胚 轴
叶片 , 下胚轴
作 者 (年份 )
L u (吕德扬 )等 , 19 5 2
久 u (许智宏 )等 , 1 9 8吕
B id 二 ey 等 , 1 98 3
傅幼英等 , 1 9 55
L i l o 等 , 1 9 8 6
R o玩工七5 0刀 , 19 8 6
一「胚轴 , 叶片
V月 st ya 等 , 1 9 8 2
G】l rn e ilu s , 1 9 8 4
白 菜 型 油 菜
刀 . c a 饥卿习公州`
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Ol e泥介r a
芥 菜
B
. 夕, 沌咖埃塞俄比亚芥
B
. ` 。 宁,加如
甘蓝 (B . ol 。犷配召。 )①
白菜 (B . 伯刀理昭召` 州 s)
K二: t h a 等 , 19 74
L i (李良才 )等 , 1 9 8 2
X u (许智宏 )等 , 1 9 82
G Z主m e卫iu 。 , 1 9 8 4
C b u o n g 等 , 1 9 8 5
B a r ,by 等 , 1 9 8 6
G」i功 e l iu s , 1 9 8 4
叶 片
子 叶
下 胚 轴
子叶 , 下胚轴 , 叶片
叶 片
叶片和下胚轴
萝 卜胞质雄性不育油菜
( B
. 力q 脚留 )④油菜 (B . 朋夕招 )
或白菜 (B 沁口 ” 2娜习公” 如 )
叶 片
下胚轴和 叶片
拟南芥菜 (刁犷。酥d印 s幼 公ha z记加 ) O 愈伤组织
白菜型油菜 (B . ca 州卿名州s)
C h a t t e巧e e 等 , 1 9 5 5
李文彬等 , 1 986
伪 u o n g 等 , 1 98 7
杨美珠 、 贾士荣 , 1 9 8
S o h e n e k
, 万沁 b b e l e n , 2 9 8 2 4
s u n d b e r g
,
G l i m e l i此 , 1 9 86
G l i m
e l i u s 等 , 1 9 8 6
P e l let ie
r 等 , 19 83
Y a r or w 等 , 19 8 6
M
e n 昭 e1 等 , J 98 7
.aB
r o
by 等 , 1 9 57
G l e b a
,
E 。任m a 刀刀 ,
芸苔属作物的原生质体培养
70 年代 以来 , 芸苔属作物的原生质体培
养进展很快 , 现 己从 油 菜电 “ , 1气 1 4 , 工0, 幻 、 甘
蓝 仁3 , 1 3 , 土7 , 1 5 , , 1 , “ 0 , 盯 ,韶 ,、 芥菜 「石, 习9 , 、 白菜 〔1幻及埃
塞俄 比亚芥叭 “幻获得再生植株 (表 1 ) 。 其中
以油莱和甘蓝研究得最多 , 已分别从真叶 、 子
叶 、 下胚轴和根等的原生质体获得再生植株 。
近年来由于方法技术的改进 , 分裂频率和分
化频率也有提高 。 但是迄今 白菜从 原 生质
体再 生 植 株 仍 是 问题 , 据 已 有报道 , 仅
G I恤 el iu s 获 1外 的再生率山」, 而大多数作
者未能成功或仅有根的分化 。 黑芥迄今未见
原生质体再生植株的报道 。
白菜原生质体再生植株困难 , 看来与其
基因组为 A A 有密切关系 。 据 O五oP ar 报道 ,
在外植体培养直接再生植株时 , 0 0 基因组的
甘蓝和 B B 基因组的黑芥再生率相等 , 在 相
当广的激素组合下均有极 强 的 再 生力 ; A A
基因组的白菜再生率最低 ; 复合种中 , A A B B
的芥菜芽再生能力最高 , 其再生率超过两个
基本种之和 (A A + B B ) , 油菜 ( A A Oo) 和埃
塞俄比亚芥 (B B O o) 的再生能力则介于两个
基本种之间 。 比较 A 、 A C 、 A A O 发现 , 在 A O
中 , C 基因组可中和 A 对芽分化的抑制效应 ,
在 A A O 中 , 两份 A 基因已足以抑制 O 基因
组的形态建成能力 C4 , 。
近年来在芸苔属原生质体培养及其培养
技术改进上 , 概括起来有以下几点 :
1
. 原生质体供体材料的种类不 断 扩 大
从真叶扩大到无菌苗的子叶 、 下胚轴和幼根 ,
而且发现下胚轴原生质体的 起 始分 裂 比子
叶 、 真叶的原生质体早 , 分裂频率也高 。 用无
菌苗的各部分器官游离原生质体 , 具有不需
表面消毒 、 污染减少 , 以及生理状态易于控
制 、 结果易于重复等优点 。
穷. 控制集聚和褐化 在芸苔属 原 生
质体培养中存在集聚和褐化两个问题 。 集聚
往往使褐化加重 , 从而降低植板率和再生率 。
近年在油菜上的研究表明 , 早期的快速生长
是解决褐化问题的关键 。 选择生理状态 良好
的下胚轴作起始材料 , 配合适宜的培养基 , 促
进原生质体早期分裂和快速生长 , 使细胞在
褐化之前就转到新的培养基上 , 便可大大减
轻或避免褐化叽 土31 。 另一些实验表明 , 漂浮
在液体培养基表层 的细胞易于分裂和进一步
生长 , 沉在底层的原生质体则往往死亡或难
以进一步分裂 。 因而通气不 良可能是褐化的
原因之一氏 ” 3 , 。 采用 F i o l工( 5 9 / L )和高浓度
的蔗糖 (13 沁 )使油菜下胚轴原生质体漂浮在
液体表面 , 不仅能使原生质体快速生长 ,而且
能在转至固体培养基后很快分化 , 从而缩短
了原生质体再生周期〔们 。 我们在埃塞俄比亚
芥和大白菜原生质 体培 养 中 , 用 0 . 1 5多~
0
.
3外低熔点琼脂糖半固体薄层漂浮 法 , 使
包埋的原生质体漂浮在液体表面 , 既防止原
生质体集聚 , 便于早期观察细胞分裂 , 减少因
集聚而引起的褐化 , 又改善了通气状况 , 从而
使分裂频率比液体浅层培养大大提高〔翎 。 在
大 白菜子叶和下胚轴原生质体培养中 , 除采
用琼脂糖薄层漂浮 并在培养后每隔 7 天
加入含 0 . 1%
类物质的形成
的稀释液 , 抑制酚
硕细胞团的褐化 。 植板
率达 2 % ~ 5形 , 愈伤组织分化 出 了大 量 根
(未发表 ) 。
3
. 提高植株再 生频 率和 实验 重 复性
由于基 因型的差异 , 过去在许多植物种上 , 原
生质体再生植株往往只 限于个别品种 , 或者
重复性差 , 再生频率低 。 近年由于众多研究
者的努力 , 甘蓝中已获得多个变种如结球甘
蓝 、 花椰菜 、 青菜花的植株再生 , 油菜上不同
品种也已获得再生 。 B 二sr b y 等用六个春性
和冬性油菜品种进行下胚轴原生质体再生实
验 , 所有品种都获得成功即 。
芸苔属作物原生质体再生成功 , 除上述
取材 、 漂浮等因素外 , 愈伤组织的尽早转移对
提高分化率也十分重要山 , 。 同时 , 新形成的
芽要尽快转移到无激素培养基上 , 以防止 “玻
9 。
璃苗” 的产生 n幻 。 此外 , R介 e姚的 n 等在青
莱花的 叶 肉原 生 质体培 养中 还 发 现 , 如
使用下胚轴再生苗作为原生 质 体的 起始材
料 , 则其分 裂频率 和 再 生 频 率 均大大提
高 。 月 -
盛 . 体 细 胞 胚 胎 发 生 李 良才 和
父 o hl e nb ao h 在油菜叶肉原生质体培养中观
察到胚胎发生山〕。 我们在结球甘蓝 3[ ,和埃塞
俄比亚芥邝只的原生质体培养中也观察到 , 原
生质体分裂后直接形成球形胚和心形胚 , 埃
塞俄比亚芥 的原生质体通过 培 养产生具 两
片子叶的再生苗。 但是 , 高频率 正常胚状
体的发育及其 萌发条件还 有 待进一 步研
究。
5
. 油菜单个 原 生 质 体 培 养 吕aP u -
ge n忱刃 g 等用一种人工合成培养基进行微滴
培养 (2 5~ 1 2 0过 ) , 用 1 川 的矿物油覆盖 防
止蒸发 , 原生质体成活率达 70界 以上 , 分裂
频率 6 6多, 小愈伤组织的形成率达 50泌。 该
走 研究对培养基的 成 分和 体 积 、 p H 、 缓冲
液 系统 、 渗 透压 、 基因 型 等都作了 优 选
(
o p七血 i z a t沁 n ) 〔 , 幻 。
改进原生质体
制备技术 用 卫
,和亚原生 质 体 的书孙r o 0 11密度梯 度
离心 , 可以把体积 、 胞质稠密度 、 液胞 化 程度
不同的原生质体分离开 , 从而获得纯净 、 有活
力的原生质体 , 这无论对原生质体培养还是
对细胞融合都有意义 。 V时盯 a 和 B h a s玩 r叭
在酶解结球甘蓝下胚轴 的细 胞 壁 时 , 加 入
0
.
77 m ol / L 的甘露醇 , 离心后在上层收集到
大量亚原生质体 , 研究表明 , 亚原生质体的得
率与渗透压大小呈正相关 , 即酶液的渗透压
越高 , 形成的亚原生质体越多哪 , 。
以上进展说听芸苔属作物的原生质体培
养技术 日趋成熟 , 已有可能用于品种改良。 我
们 在 结 球 甘 蓝 原 生 质 体再 生的 无性 系
( rP
o ot d
。助。 )中 , 发现肴高频率的染色休倍
性和形态变异亡翻 , 这种原生质体无性系变异
可供育种家们选择利用 。
芸苔属作物的细胞融合
自 1盯 2 年 Oa1’ 1印 n 等获得第一 个 烟 草
体细胞杂种以来 , 已分别在茄科 、 伞形花科和
十字花科等植物中获得了几 十个 组合的 种
内、 种间和属间杂种 。
70 年代主要是融合技术和方法的探 索二
局限于茄科的儿种模式植物 , 如烟草 、 矮牵牛
等 , 在十字花科的属间体细胞杂交上也开始
尝试 。 如拟南芥菜与白菜型油菜融合 , 获得
了自然界中不存在的属间体细胞杂种一拟南
芥油菜 (愈叻感d 。酥韶丽” ) 。 在这些 杂种 中 ,
有的包含有双亲的全套基因组 , 即对称杂种
(盯m m “ r io hy br id ) , 有的则表现为一个亲
本或双亲的部分染色体丢失 , 即不对称杂种
(
a 日y m m e七r 沁 hy br id ) 〔,
, ` 0 , ` 1 , 。
8 0 年代初 , 原生质体融合在芸苔属作物
上有了新的突破 , 使体细胞杂交用于芸苔属
作物的品种改良成为可能。
1 9 8 2 年西德伽。 r g一 A ug u 漪 大学农艺租
植物育种研究所 的 S o he n ok 和 R ob b e le l 用
P E G 作为融合剂 , 第一次在芸苔属中成功地
把甘蓝与 白菜融合 , 获得人工合成的甘盗型
油菜 , 首次证明 , 可 以通过细胞融合人〕 合
成复合种 , 在实验室证实自然 界 的 进 化过
程山 , 。
1 9 8 6 年 , 瑞典农业大学植物 育 种系 的
s n n db 叮 g 和 G l im e l拟 s 用甘蓝的两 个亚 种
( , s P
.
b o渗: 夕公落5 v a r . 。即哪叼。么de s 或 朋 P .
哪叩人成 a va r . a ` e夕h咖 ) 与白菜型油菜 (朋 .P
成碱介 r a) 进行融合 , 一个亲本用下胚轴原生
质体 , 另一个亲本用叶肉原生质体 , 融合后在
显 微镜下挑选出异核体 , 培养在 10 夙 微 滴
中。 植板率达 14界 。 用 5 种同工酶 分析证
实愈伤组织的杂种性质 , 并用流式细胞 D N人
测定法证明杂种植株细胞核的 D N A 含量 为
2 B 0 + Z B O巴 4〕 。
同年 , G l加 el iu s 等又在异核体的挑选方
法上作了 改 进 , 用 荧 光激 活细 胞 分 拣机
卫A C S 1 1 大 量挑选异核体。 融合亲 本 之 一
是 启菜型油菜的叶肉原 生 质 体 , 具 有 叶 绿
体 自发荧光 (红色 ) , 另一亲 本是 花椰菜 的
下胚轴原生质 体 , 酶解 时用 梭基荧光素
(姐比OX y fl u o er 貂e迈 )染色 , 具绿色荧光 。 由
于植物原生质体通常具有一个很大的中央液
抱 , 脆弱易破 , 因此在细胞分拣机以高压喷出
液滴和细胞分部过程中 , 原生质体因高速流
经分拣系统而对压力非常敏感 。 作者经过详
细研究 , 对分拣元件的设计作了改进 。 分拣
后 8 0界 的原生质体为融合产物 , 在 1 50 灿l 的
掖滴中培养 3~ 石天后开始分裂 , 很易形成愈
伤组织 , 并 已分化出杂种植株 , 但杂种分化率
仍然很低 ( 4匆 块愈伤组织分化出 4 株 ) 。 作
者指出 , 虽然 自然界存在的油菜及双亲之一
的甘蓝 , 离体培养的再生能力乌较强 , 但在通
过融合人工合成油菜时 , 分化和再生频率极
低 , 这一关 口仍然难以突破 〔翔 。
早期的一些细胞融合研究工作 , 多将重
点放在远缘物种之间的体细胞杂交上 , 期望
通过融合 , 使双亲的染色体组相加 。 例如远
缘的科间 (豆科和禾本科 ) , 甚至动植物界之
间的融合。 事实证明 , 这种想法难以实现 。 因
为细胞融合阶段虽不存在异种间的任何不亲
和性 , 但在融合杂种随后的发育过程中 , 远缘
物种之间仍存在着严重的不亲和性 。 因 此 ,
近年已将体细胞杂交的工作重点放在转移少
数外源基因以及通过细胞融 合 创造 胞 质 杂
种 、 以转移雄性不育性等细胞质基因组控制
的遗传性状上 , 或通过细胞融合对现有雄性
不育系进行改造 。
目前由细胞融合产生胞质杂种有以下几
种方法 : (1) 双亲细胞随机融合时 , 仅胞质发
生融合 , 核未融合 ; ( 2 ) 分离无核亚原生质体
(胞质体 ) , 与有核原生质体进行融合 ; ( 3 ) 用
碘 乙酸盐等化学物质处理或用 X 一 , 7 一线 照
射一个亲本的原生质体 , 使其核钝化 ; (4 ) 用
R il o d a m 纽。 6 G (线粒体氧化磷酸化的 专 一
性抑制剂 )处理一个亲本的原生质体 , 使其线
粒体失活 , 然后与另一亲本的原生质体融合 ,
产生叶绿体与线粒体基因组的不同组合 。 在
这些方法中 , 目前以 X 一或 下一线照射应用较
多 。
近年来 , 芸苔属作物通过细胞融合产生
胞质杂种取得了重要进展 。 B : a而哪 的雄性
不育系 ( c m s 系 ) , 因其来 源 不 同 , 已 知有
o gu 讯 , 万勺〕加 a , N aP 等几种类型 〔习 。 0 9山 .、
“ m 。 来自萝 卜( R叩h a 二哪 韶坏。。 )胞质 , 由线
粒体基因组控制 。 由于萝 卜胞质中的叶绿体
基因组与肠“ s抓。 (如油菜 、 甘蓝 、 大 白菜 )的
核基因组不匹配扩O g u ar o m s 系在 1 5℃ 低温
下叶绿体发育不正常 , 叶片黄化 , 后期蜜腺发
育不 良, 从而限制了它在配制一代杂种中的
应用 。
1 9 8 3 年 , 法国农业科学院的 P e l l e七ie r 等
用具有正常叶绿体基因组的油莱或白菜 , 与
带有萝 卜胞质的油菜雄性不育系融合 , 获得
了多个胞质杂种植株 , 并且从中筛选出既具
有正常叶绿体基因组 , 同时又带有萝 卜线粒
体基因组仍保持雄性不育的杂种植株 , 它们
在 1 2℃ 低温下仍表现为正常绿色 , 且蜜腺发
育正常 , 从而改良了萝 卜胞质的油菜雄性不
育 系 〔翔 。 198 7 年 M e n o el 等 重 复 出 了
eP l 的 ie r 等的实验结果 , 方法是用 X一线照射
叶绿体供体亲本的原生质体 , 然后融合 , 获得
的胞质杂种 B 。 (R S )26 既具有油菜的正常叶
绿体 , 又具有重组的雄性不育线粒体 , 并用
D N A 一D N A 分子杂交加以验证 。 再 生 杂 种
植株的染色体数为 76 , 但经两次 与 油 菜 回
交 , 成为正常的二倍体 ( Z n ~ 3 8 ) , 结实正常 ,
种子在 80 0 低温下萌发不表现黄化洲 。
B 、 粥 b y 等则在油菜 F Ol i二 : o m s 系的改
良上做 了出色的工作。 他们通过细胞 融 合 ,
进一步把 oP l ,m a o m s 与除草剂抗性结合在
一起 。 F ol : m a o m 。 亦由线粒体基因组控制 ,
除草剂抗性 (抗三啼 , tr , az in o一 1’ 。 招七a n的 , 简
称 眺)r 则 由叶绿体基因组编码 。 将这两种性
状结合在一起是常规有性杂交无法 做 到 的 ,
·
1 1 ,
因为两种细胞器均为母性遗传。 通过细胞融
合 , B a 玲b y 等得到两株既为 om s 又有 时 r 的
胞质杂种 , 经叶绿体 D N A 和线粒体 D N人分
子杂交证明其杂种性质 , 其染色体数分别为
7 6 和 95 , 但其回交后代的染色体数则 为 Z n
。 38 , 可正常结籽 。 由此创造出了新的胞质
杂种 , 并可在育种中加以应用 。 因已知在油
菜的几个栽培品种中有 P o l血 a o m 。 , 并 已建
立起恢复系 (aF n 等 t81 ) , 大多数栽培品种都
可作它的保持系 , 因而具有应用前景 〔1 , 。
综上所述 , 细胞融合在创造和改 良胞质
杂种上具有特殊的优越性。 通过 X 一或竹线
照射一个融合亲本的原生质体 , 在伞形花科
上也已成功地转移少数核基因 。 可 以认 为 ,
细胞融合研究已进入育种实践阶段 , 它作为
常规育种方法的一种补充和发展 , 将在今后
作物改 良中发挥作用 。
参 考 文 献
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1 6 1
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2 8 Y
a r r o w S A 时 a 乙. 尸沁花才C e l l 五叩 1 98 6 , 5 : 4 1 5 .
2 9 李文彬等 , 遗 传学报 l , 8 6 , 1 3 ( 3 ) : 1 8盛·
3。 孟金陵 , 1 986 年油料研究年报 , .华中农业大学 , 1 9 8 7 ,
4 8 页 .
3 1 杨美珠 、 贾士荣 , 植物 学报 19 8 8 (排版中) 。
3 2 熊新生等 , 园 艺学报 1 98 8 , 1 5 ( 2 ) : 1 2 0 ·
3 3 傅幼英等 , 园 艺学报 1 9 8 5 , 1 2 ( 3 ) : 1 7 1·6丁
知月, . 月. 0 . . 。 ` . 0 司. . 司 . , 。 ` . 0 . , 0 , . 0月 . 0 心. 。 ` , 0明 . 0 司. 0门 , 。 月. 0 司. 0闷 . 0 闷. 0 月. 0月 . 0闷 卜 。月巨 。 心. 户. , 0 . . 0 月, 0 月. 0 司. 。 闷. 。 ` . ` 明 , 0 月. 口明 , 0 . , . 月. `
中国植物生理学会举办 “首届青年植物生理工作者学术讨论会
由中国植物生理学会主办的“ 首届青年植物生理工作者学术讨论会” 于 1 9 8 年 6月 30 ~ 7 月 ,4 日在安徽省合肥市安徽
大学召开 。 出席会议的代表共 1 2 5名 , 分别来自全国 2 4个省 、 市 、 自治区 ,除了部分特邀代表年龄较大以外 , 其余代表的年
淤均在 35 岁以下 。 已获硕士 、 博士学位和正在攻读硕士 、博士研究生的代表几乎占青年代表人数的一半。
会上有 8 位同志在大会上作了专题报告 , 6。位同志在小组会上作了交流 , 并进行墙报展出 。 与会的代表们还 以极大的
只趣讨论了今后我国植物生理学的发展方向 , 以及如何把科研成果应用到生产实践中去等问题。
中国植物植理 学会秘书粗
.
12
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