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以红松体胚发生技术体系为载体,优化体胚发生关键技术环节,同时诱导不同增殖潜力的细胞系,并进行超低温保存。以不同增殖潜力的两个细胞系[001#-001（F）和001#-010（S）]为试材,借助转录组学和代谢组学测序技术,揭示红松胚性愈伤组织（Embryonic callus,EC）增殖潜力差异的分子调控机理,找到引起增殖潜力差异的关键标志性物质。通过在EC增殖培养基内外源添加影响细胞增殖潜力的关键物质[还原型谷胱甘肽（Glutathione,GSH）和 丁硫氨酸-亚砜亚胺（L-Buthionine-sulfoximine,BSO）],探究外源GSH和BSO对红松EC增殖的细胞形态、谷胱甘肽与抗坏血酸合成、活性氧（Relative oxygen species,ROS）代谢的响应,揭示谷胱甘肽对红松EC增殖的氧化还原调控机理。主要研究结果如下:（1）球果完整灭菌有利于红松EC诱导,以合子胚（Zygotic embryo,ZE）为外植体优于种仁（Megagametophyte,MG）,红松球果采集后在4℃冷藏28 d可显著提高EC诱导率,其中5#号家系的EC诱导率从10.00%提高到62.77%;不同细胞系间增殖潜力差异显著。经过处理后超低温保存了 8个不同增殖潜力的细胞系,其中包括高增殖潜力的细胞系F和低增殖潜力细胞系S。（2）F和S两个细胞系间转录组测序分析发现差异表达基因共1883个,其中870个基因上调表达,1013个基因下调表达。差异表达基因被注释在115个通路。两个细胞系间共有17个与谷胱甘肽有关的差异基因发生了显著的变化,其中谷胱甘肽S-转移酶（Glutathione S-transferase,GST）家族的基因8个、L-古洛糖酸内酯氧化酶（L-Gulonolactone oxidase,GULO）家族基因 3 个、亮氨肽酶（Leucyl aminopeptidase,CARP）家族、鸟氨酸脱羧酶（Ornithine decarboxylase,ODC1）家族、脱氢抗坏血酸还原酶（Dehydroascorbate reductase,DHAR）家族基因各1个、L-抗坏血酸氧化酶（L-Ascorbate oxidase,AAO）家族基因 2 个、6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶（6-Phosphogluconate dehydrogenase,PGD）家族基因1个。总共有14个差异基因下调表达,3个差异基因上调表达。对这些差异基因进行系统分析,结果显示F细胞系细胞内GSH含量高于S,推测细胞内GSH含量在调控F和S细胞系间增殖能力差异中起到了重要作用。选择红松12个差异表达的基因进行qRT-PCR验证,结果表明,本研究测序获得的的差异基因是可信的。（3）F和S细胞系间代谢组测序分析共获得893个代谢物,差异表达代谢物为412个,其中183个代谢物相对含量升高,229个代谢物相对含量降低,将差异代谢物分为27类。F和S细胞系间共有9个与谷胱甘肽有关的差异代谢物,均表现为F细胞系相对含量大于S。代谢组学进一步验证转录组学研究结果,即GSH含量可能是引起F和S细胞系间增殖能力差异的原因。（4）外源添加GSH对F和S细胞系增殖有促进作用,外源添加BSO对F和S细胞系增殖有抑制作用,从细胞学的角度来看外源添加GSH促进细胞分裂。外源添加BSO抑制细胞分裂,F-CK增殖培养第35 d EC增殖率为827.85%,F-GSH为1160.65%,EC增殖率提高至1.4倍,因此GSH促进EC增殖可能与细胞分裂比例增大有关。该章进一步验证第3-4章推测的结果,即细胞内GSH含量是引起EC增殖潜力差异的原因。（5）外源GSH促进F和S细胞系细胞内谷胱甘肽和抗坏血酸的合成,而外源BSO抑制F和S细胞系细胞内谷胱甘肽和抗坏血酸的合成。F-CK细胞内GSH含量高于S-CK（分别为0.161 μmol/gFW和0.089 μmol/gFW）。外源GSH可提高F和S细胞系细胞内总谷胱甘肽（Total glutathione,T-GSH）、GSH、氧化型谷胱甘肽（Glutathione oxidized,GSSG）、总抗坏血酸（Total Ascorbic acid,T-AS A）、还原型抗坏血酸（Ascorbic acid,ASA）含量以及 GSH:T-GSH 和 ASA:T-ASA 的比例,外源 BSO 进一步证实了该结论;外源添加GSH可提高F和S细胞系谷胱甘肽还原酶（Glutathione reductase,GR）、脱氢抗坏血酸还原酶（Dehydroascorbate reductase,DHAR）的活性,降低抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbate peroxidase,APX）的活性,外源BSO进一步证实了该结论;外源GSH促进细胞内GSH和ASA的含量以及GSH:T-GSH和ASA:T-ASA的比例,使培养环境处于还原状态,对红松EC增殖有益。（6）外源添加GSH使F和S细胞系细胞内ROS的水平降低,外源添加BSO使F和S细胞系细胞内ROS的水平升高。外源添加GSH提高了 F和S细胞系细胞内超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）的活性,降低细胞死亡量,降低细胞内过氧化氢（Hydrogen peroxide,H2O2）、丙二醛（Malonaldehyde,MDA）、一氧化氮（Nitric oxide,NO）含量,外源BSO进一步证实了该结论。外源GSH对红松EC细胞内ROS代谢具有促进作用,降低细胞内ROS的水平。本研究优化体胚发生关键技术环节,从分子生物学的角度找到引起红松胚性细胞增殖潜力差异的关键物质（GSH）,促进EC增殖的同时揭示了外源GSH和BSO对EC增殖的氧化还原调控机理。为提高红松胚性细胞增殖效率以及优良种植资源规模化繁育奠定基础,为其他针叶树种体胚发生技术体系优化提供借鉴。