不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑組合對(duì)潮州獲繼代增殖的影響

中圖分類號(hào)：S482.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1005-7897（2025）11-0193-03

0引言

在植物組織培養(yǎng)技術(shù)革新的背景下，潮州獲的高效繁殖對(duì)其種質(zhì)資源保護(hù)與開發(fā)意義重大，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑經(jīng)過(guò)激素平衡、基因表達(dá)和信號(hào)傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，精準(zhǔn)調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程。潮州獲繼代增殖時(shí)，調(diào)節(jié)劑如何協(xié)同發(fā)揮作用尚未有系統(tǒng)解析，深入探究其中的分子機(jī)制，能夠填補(bǔ)理論空白，還能為優(yōu)化繁殖技術(shù)、推動(dòng)珍稀植物產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供關(guān)鍵路徑。

1調(diào)節(jié)劑原理

1.1分裂素機(jī)制

細(xì)胞分裂素中6-芐基腺嘌呤（6-BA）是典型代表，它激活組氨酸激酶信號(hào)通路，對(duì)潮州獲細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶（CDK的活性進(jìn)行調(diào)控，促使細(xì)胞從G1期進(jìn)入S期，在繼代增殖過(guò)程里，6-BA和受體AHK4特異性結(jié)合，將下游反應(yīng)調(diào)控因子（ARRs激活，進(jìn)而促進(jìn)CYCD3；1基因的表達(dá)，讓細(xì)胞分裂速度加快。6-BA還能抑制衰老相關(guān)基因SAG12的表達(dá)，使芽體的活力得以延長(zhǎng)，它具有雙信號(hào)傳導(dǎo)途徑，一方面激活A(yù)-ARRs來(lái)抑制細(xì)胞伸長(zhǎng)，另一方面借助B-ARRs促進(jìn)細(xì)胞分裂相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，精準(zhǔn)地調(diào)控芽的分化與增殖之間的平衡，為潮州獲的高效擴(kuò)繁提供了技術(shù)方面的支撐。

1.2生長(zhǎng)素調(diào)控

萘乙酸（NAA）作為人工合成生長(zhǎng)素類似物，借助極性運(yùn)輸載體PIN蛋白家族，在潮州獲組織內(nèi)形成濃度梯度分布，它作用于TIR1/AFB受體復(fù)合體，引發(fā)Aux/IAA蛋白降解，釋放生長(zhǎng)素響應(yīng)因子（ARF）轉(zhuǎn)錄因子，激活W0X11等根發(fā)育相關(guān)基因表達(dá)，在繼代培養(yǎng)中與6-BA協(xié)同調(diào)控不定根發(fā)生。 0.1mg/L NAA與0.5mg/L6-BA的組合，能使潮州獲形成發(fā)育完整的根系維管束，NAA還可調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)活性氧（ROS）代謝，增強(qiáng)超氧化物歧化酶（SOD）活性，維持細(xì)胞分裂微環(huán)境穩(wěn)定，保障繼代苗健壯生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)芽分化到植株再生的過(guò)渡。

1.3赤霉素功能

赤霉素（GA）經(jīng)降解DELLA蛋白解除生長(zhǎng)抑制，激活PIF轉(zhuǎn)錄因子來(lái)調(diào)控潮州獲細(xì)胞伸長(zhǎng)相關(guān)基因表達(dá)，在繼代培養(yǎng)體系里，GA3和受體GID1結(jié)合成復(fù)合物，促使DELLA蛋白泛素化降解，釋放PIF4因子以激活XTH基因表達(dá)，增強(qiáng)細(xì)胞壁延展性，進(jìn)而加快莖段伸長(zhǎng)。GA與細(xì)胞分裂素協(xié)同對(duì)碳氮代謝進(jìn)行調(diào)控，提升淀粉水解酶 （α-Δmy） 活性，把儲(chǔ)存的碳水化合物轉(zhuǎn)化為可利用糖源，為細(xì)胞分裂提供能量， 1.5mg/L GA3和0.5mg/L6-BA 組合時(shí)，潮州獲繼代苗株高增長(zhǎng)，葉片葉綠素含量提高，苗體質(zhì)量得到顯著改善，為后續(xù)移栽馴化打下基礎(chǔ)。

2基礎(chǔ)組合效應(yīng)

2.16-BA與NAA

6-BA與NAA的組合在潮州獲繼代增殖中構(gòu)建雙效調(diào)控體系，6-BA激活細(xì)胞分裂相關(guān)基因表達(dá)，推動(dòng)芽原基起始與分化，NAA則調(diào)控ARFs，引導(dǎo)細(xì)胞極性生長(zhǎng)與根原基形成。繼代培養(yǎng)時(shí)，0.5mg/L6-BA與0.1mg/LNAA的配比較佳，能優(yōu)化細(xì)胞分裂與伸長(zhǎng)的平衡，既保證芽體高頻誘導(dǎo)，又可避免6-BA濃度過(guò)高引發(fā)的玻璃化現(xiàn)象，該組合調(diào)節(jié)WOX家族基因表達(dá)，促進(jìn)側(cè)芽分生組織維持，抑制愈傷組織過(guò)度增殖，讓叢生芽發(fā)育健壯且形態(tài)規(guī)整，為潮州獲無(wú)性系快速繁殖提供穩(wěn)定的激素調(diào)控方案。

2.26-BA與GA

6-BA與GA協(xié)同重塑潮州獲繼代苗生長(zhǎng)格局，6-BA主導(dǎo)細(xì)胞分裂和芽分化，GA則解除DELLA蛋白的生長(zhǎng)抑制，激活PIF4等轉(zhuǎn)錄因子來(lái)促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)與莖稈發(fā)育。 1.0mg/L6-BA 與1.5mg/LGA3組合能顯著提高苗株縱向生長(zhǎng)速率，維持芽的高增殖效率，該組合調(diào)節(jié)細(xì)胞壁擴(kuò)展蛋白（EXPA）和木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基酶/水解酶（XTH）基因表達(dá)，增強(qiáng)細(xì)胞壁可塑性，在促進(jìn)莖段伸長(zhǎng)時(shí)保持葉片葉綠素合成與光合作用效率，讓繼代苗株高增加、葉色濃綠，有效改善苗體商品性狀。

2.3NAA與GA

NAA與GA組合聚焦潮州獲繼代苗根系發(fā)育與地上部生長(zhǎng)協(xié)同，NAA誘導(dǎo)WOX11基因表達(dá)啟動(dòng)根原基發(fā)生，GA則調(diào)節(jié)碳代謝相關(guān)酶活性，為根系發(fā)育提供充足能量。0.2mg/LNAA與 1.0mg/LGA3 配比可促進(jìn)不定根數(shù)量增加及根長(zhǎng)增長(zhǎng)，維持莖尖分生組織活性，該組合調(diào)控蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（SUT）和己糖激酶（HXK）基因表達(dá)，優(yōu)化光合產(chǎn)物向根系分配，使根系發(fā)達(dá)且側(cè)根數(shù)量增多，地上部莖稈粗壯，增強(qiáng)繼代苗對(duì)環(huán)境脅迫的耐受性，為后續(xù)移栽成活奠定生理基礎(chǔ)。

3其他劑影響

3.1吲哚丁酸效

作為生長(zhǎng)素類似物，IBA經(jīng)激活A(yù)RF7/19誘導(dǎo)側(cè)根原基起始，且協(xié)同細(xì)胞分裂素增強(qiáng)芽的再生能力，繼代培養(yǎng)時(shí)， 0.05mg/L IBA與 0.5mg/Lδ-BA 組合可促進(jìn)愈傷組織向芽器官定向分化，抑制愈傷組織過(guò)度增殖。IBA調(diào)控PIN家族蛋白極性分布，優(yōu)化生長(zhǎng)素運(yùn)輸梯度，促進(jìn)維管束系統(tǒng)發(fā)育，讓再生芽木質(zhì)部與韌皮部連接更完善，IBA能調(diào)節(jié)抗氧化酶系統(tǒng)，減少活性氧積累，維持細(xì)胞分裂微環(huán)境穩(wěn)定，有效提升潮州獲繼代苗生根質(zhì)量與移栽成活率。

3.2激動(dòng)素作用

相較6-BA，激動(dòng)素（KT）與細(xì)胞分裂素受體AHK3親和力更高，能更高效激活A(yù)-ARR與B-ARR信號(hào)通路，促進(jìn)細(xì)胞周期蛋白CYCD4；1表達(dá)，加速細(xì)胞分裂進(jìn)程。 0.3mg/LKT 與 0.1mg/L NAA組合下，潮州側(cè)芽誘導(dǎo)率顯著提升，且芽體緊湊健壯。KT抑制衰老相關(guān)基因SAG11表達(dá)提升芽體活力，調(diào)節(jié)碳氮代謝關(guān)鍵酶活性，促進(jìn)可溶性糖與氨基酸積累，為芽持續(xù)分化與生長(zhǎng)提供物質(zhì)基礎(chǔ)，在潮州獲繼代增殖的芽質(zhì)量?jī)?yōu)化中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

3.3新型劑影響

蕓苔素內(nèi)酯借助激活油菜素內(nèi)酯不敏感1（BRI1）受體，調(diào)節(jié)BES1/BZR1轉(zhuǎn)錄因子活性，增強(qiáng)抗氧化酶的催化活性，提升繼代苗在逆境下的抗性水平， 0.01mg/L 蕓苔素內(nèi)酯與0.5mg/L6-BA相組合，可顯著增強(qiáng)潮州獲繼代苗中超氧化物歧化酶（SOD）和過(guò)氧化物酶（POD）的活性，使玻璃化現(xiàn)象出現(xiàn)的概率降低。多效唑以抑制赤霉素合成關(guān)鍵酶貝殼杉烯氧化酶活性的方式，掌控細(xì)胞伸長(zhǎng)與激素之間的平衡， 0.2mg/L 多效唑處理可使潮州獲莖節(jié)間的長(zhǎng)度縮短、莖粗變大，培養(yǎng)出矮壯樣式的優(yōu)質(zhì)繼代苗，優(yōu)化幼苗形態(tài)的結(jié)構(gòu)組成，為后續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)供給技術(shù)方面支撐。

4外植體效應(yīng)

4.1莖段的作用

莖段外植體借由自身富有的分生組織存量，在潮州獲繼代增殖過(guò)程中凸顯高效啟動(dòng)的明顯優(yōu)勢(shì)，其腋芽區(qū)域的原分生組織跟初生分生組織，處于6-BA與NAA組合作用期間，可以迅速讓CYCD3；1基因表達(dá)得以激活，直接引發(fā)側(cè)芽萌動(dòng)以形成叢生芽形態(tài)。憑借完整的莖段維管束系統(tǒng)，新生組織有了穩(wěn)定的物質(zhì)運(yùn)輸通道，讓 0.5mg/Lδ-BA 和 0.1mg/L NAA 構(gòu)成的調(diào)節(jié)劑組合，可精準(zhǔn)把控細(xì)胞分裂與伸長(zhǎng)間的平衡，防止愈傷組織過(guò)度生長(zhǎng)，莖段細(xì)胞的生長(zhǎng)素極性運(yùn)輸體系跟植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑協(xié)同起效，引發(fā)不定根原基的起始活動(dòng)，借助調(diào)控W0X11基因的表達(dá)，達(dá)成芽到根發(fā)育的有序連貫，為潮州獲高效無(wú)性繁殖篩選優(yōu)質(zhì)外植體。

4.2葉片的影響

葉片柵欄及海綿組織的葉肉細(xì)胞在2，4-二氯苯氧乙酸（2，4-D）與6-BA的協(xié)同作用之下進(jìn)行脫分化，帶動(dòng)LBD16等愈傷組織相關(guān)基因的活化，生成有分化潛能的愈傷組織塊。后續(xù)借助調(diào)整KT與NAA的比例，能促使愈傷組織向芽器官產(chǎn)生分化。葉片細(xì)胞全能性表達(dá)，得借助精準(zhǔn)的激素調(diào)控模式，0.3mg/LKT跟 0.1mg/L NAA組合起來(lái)，可顯著提高芽再生效率，培養(yǎng)過(guò)程中，葉片外植體借助調(diào)節(jié)抗氧化酶系統(tǒng)行事，如增強(qiáng)SOD的催化活性，降低褐化現(xiàn)象出現(xiàn)的比率，維持繼代增殖不間斷地進(jìn)行。

4.3兩者的差異

莖段外植體靠著預(yù)存的分生組織這一基礎(chǔ)，以快速的反應(yīng)應(yīng)對(duì)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，6-BA占據(jù)主導(dǎo)的芽直接再生途徑效率較高，但它針對(duì)消毒處理的敏感度偏高；葉片外植體依賴的是脫分化-再分化進(jìn)程，4-D讓愈傷組織開始生成，其芽再生的情況被細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素的比例嚴(yán)格管控。就維管束的發(fā)育情況而言，莖段外植體可以直接形成跟母本相似的輸導(dǎo)組織，而葉片再生的芽，必須經(jīng)歷維管束重新分化構(gòu)建，葉片外植體初代芽誘導(dǎo)周期長(zhǎng)，莖段的則縮短近一半，但就多代繼代培養(yǎng)而言，葉片外植體展現(xiàn)出更強(qiáng)的遺傳穩(wěn)定性，兩者相互配合，為潮州獲繁殖體系的優(yōu)化供給多元方案。

5培養(yǎng)件影響

5.1溫度的協(xié)同

在潮州獲繼代增殖中， $（ 2 5 ＼pm 2 ） ＼textcircled { ＼cdot }$ 的溫度環(huán)境可維持細(xì)胞內(nèi)糖代謝與激素代謝動(dòng)態(tài)平衡。此溫度區(qū)間內(nèi)，細(xì)胞分裂素氧化酶（CKX活性適中，既避免6-BA過(guò)度降解，又防止其積累引發(fā)玻璃化現(xiàn)象；ARF與GA信號(hào)通路中關(guān)鍵酶活性達(dá)峰值，確保NAA與GA3對(duì)細(xì)胞伸長(zhǎng)和根芽分化的精準(zhǔn)調(diào)控。低溫環(huán)境 （lt;20^°C） 降低細(xì)胞膜流動(dòng)性，抑制植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑跨膜運(yùn)輸載體活性，致使6-BA難以與受體AHK4有效結(jié)合，芽分化相關(guān)基因CYCD3；1表達(dá)量顯著下降，高溫 （gt;30^°C） 加速GA降解，破壞其與6-BA協(xié)同促進(jìn)莖伸長(zhǎng)的平衡關(guān)系，激活熱激蛋白（HSP）表達(dá)，消耗細(xì)胞內(nèi)能量，削弱植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)細(xì)胞分裂的促進(jìn)作用。

5.2光強(qiáng)的作用

2000＼～3000Ix適宜光照強(qiáng)度下，光合系統(tǒng)I（PSII）效率達(dá)最優(yōu)，蔗糖合成酶（SS與腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）活性顯著增強(qiáng)，為細(xì)胞分裂提供充足碳源，提升6-BA誘導(dǎo)芽分化的效率，光強(qiáng)調(diào)控光受體介導(dǎo)的信號(hào)通路，藍(lán)光受體CRY1與紅光受體phyB協(xié)同作用，調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)關(guān)鍵因子，強(qiáng)光 （gt;40001×） 激活phyB信號(hào)通路，抑制DELLA蛋白降解，減弱GA促進(jìn)莖伸長(zhǎng)的效應(yīng)；且強(qiáng)光誘導(dǎo)活性氧積累，激活茉莉酸（A）信號(hào)通路，拮抗細(xì)胞分裂素對(duì)芽增殖的促進(jìn)作用。弱光 （lt;10001x） 顯著降低生長(zhǎng)素極性運(yùn)輸載體PIN1與PIN2的表達(dá)，致使NAA無(wú)法有效誘導(dǎo)不定根發(fā)生；弱光下碳代謝受阻，淀粉合成減少，影響細(xì)胞分裂的能量供應(yīng)，適宜光強(qiáng)還能調(diào)控類黃酮合成關(guān)鍵基因CHS與F3H的表達(dá)，增強(qiáng)抗氧化能力，緩解植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑使用導(dǎo)致的氧化脅迫，維持繼代苗正常的形態(tài)建成與生理代謝。

5.3光時(shí)的影響

16h光照/8h黑暗的光周期能激活核心生物鐘基因CCA1與LHY表達(dá)，調(diào)控下游PRR家族基因，影響細(xì)胞周期蛋白CYCD3；1表達(dá)節(jié)律，增強(qiáng)6-BA誘導(dǎo)芽增殖的效果。光照階段，光信號(hào)借助ELF3蛋白與生物鐘互作，促進(jìn)GA生物合成關(guān)鍵基因GA20ox表達(dá)，協(xié)同GA3促進(jìn)莖伸長(zhǎng)；黑暗階段，生物鐘調(diào)控ABA合成關(guān)鍵基因NCED表達(dá)，維持激素平衡，避免細(xì)胞分裂素過(guò)度作用引發(fā)生長(zhǎng)紊亂，長(zhǎng)光周期 （gt;18h） 延長(zhǎng)GA信號(hào)傳導(dǎo)，雖促進(jìn)莖節(jié)伸長(zhǎng)，但持續(xù)光照抑制側(cè)芽分生組織活性，致使芽分化數(shù)量減少；長(zhǎng)光周期擾亂碳氮代謝節(jié)律，降低硝酸還原酶（NR）與谷氨酰胺合成酶（GS）活性，影響氮素利用效率。短光周期 激活A(yù)BA合成途徑，抑制ARF轉(zhuǎn)錄因子活性，抵消NAA對(duì)不定根發(fā)生的誘導(dǎo)作用；短光周期下植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑運(yùn)輸載體表達(dá)量下降，削弱其在組織內(nèi)的有效分布，合適光周期調(diào)節(jié)生物鐘與激素信號(hào)互作，優(yōu)化潮州獲碳氮代謝平衡，協(xié)同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑促進(jìn)繼代苗蛋白質(zhì)合成與器官發(fā)育，顯著提升整體增殖質(zhì)量。

6結(jié)語(yǔ)

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的合理組合通過(guò)調(diào)控激素平衡、基因表達(dá)及信號(hào)傳導(dǎo)通路，對(duì)潮州獲的繼代增殖過(guò)程產(chǎn)生了顯著影響。在本研究中，6-BA、NAA等基礎(chǔ)調(diào)節(jié)劑與新型調(diào)節(jié)劑協(xié)同作用時(shí)，在不同外植體類型中表現(xiàn)出差異化效應(yīng)，并受到溫度、光照等培養(yǎng)條件的顯著調(diào)控。結(jié)果表明，特定的調(diào)節(jié)劑組合能夠有效促進(jìn)芽的分化、根系的形成以及苗體質(zhì)量的提升，為深入解析細(xì)胞分裂與器官分化的分子機(jī)制提供了重要依據(jù)。這些研究成果不僅為構(gòu)建潮州獲高效離體繁殖體系提供了堅(jiān)實(shí)的理論支撐和技術(shù)支持，也為廣東省重點(diǎn)保護(hù)的極小種群野生植物的快速擴(kuò)繁、種群恢復(fù)和生態(tài)保育提供了科學(xué)可行的技術(shù)路徑。對(duì)于珍稀瀕危植物的保護(hù)與生物多樣性的持續(xù)維系具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：張建生（1976一），男，漢族，廣東潮州人，本科，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樯锒鄻有员Ｗo(hù)研究、森林經(jīng)營(yíng)和病蟲害防控。