玉米素与生长素协同优化培养基提升"Bentong"生姜(Zingiber officinale Roscoe)离体快繁、驯化及抗氧化特性的研究

为解决传统生姜繁殖效率低、易传播病害等问题，马来西亚研究人员通过优化玉米素(zeatin)与生长素(auxins)组合及驯化培养基，建立了高效的"Bentong"生姜离体快繁体系。MS培养基中添加10 μM zeatin与2.5 μM NAA使芽增殖率达6.72个/外植体，1:1:1土壤-椰糠-蛭石混合基质使驯化存活率达94.79%，且微繁植株与传统繁殖植株的抗氧化活性无显著差异，为生产优质种苗提供了新方案。

　　

生姜(Zingiber officinale Roscoe)作为兼具药用价值和经济价值的作物，其独特的酚类和黄酮类成分被证实具有治疗糖尿病、癌症和心血管疾病的潜力。然而，这种"药食同源"的明星植物却面临繁殖困境——由于开花结实率低，传统上只能通过根茎繁殖，不仅效率低下（每块根茎仅能产生3-5个芽），更易传播镰刀菌(Fusarium)、腐霉菌(Pythium)等病原体，造成严重减产。更棘手的是，作为主要经济部位的根茎被大量用作种苗后，市场供应量锐减。马来西亚特有的"Bentong"生姜作为优质栽培种，这些问题尤为突出。

为破解这一困局，马来西亚普特拉大学的研究团队在《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》发表研究，创新性地将玉米素(zeatin)与三种生长素(NAA/IAA/IBA)组合应用于MS培养基，并系统评估了6种驯化基质。通过离体快繁技术建立高效繁殖体系，同时比较微繁植株与传统植株的抗氧化特性，为商业化生产优质种苗提供了完整解决方案。

研究采用三大关键技术：1) 以10 μM zeatin预培养的组培苗为材料，设置9种zeatin-auxin组合处理；2) 通过ABTS自由基清除和铁螯合实验评估抗氧化活性；3) 采用6种基质组合进行驯化，监测存活率及生理指标。

【Effects of zeatin and auxins combination on shoot multiplication】
实验显示，10 μM zeatin单独使用时芽增殖效果有限，但与2.5 μM NAA联用后，每个外植体可产生6.72±0.15个新芽，芽长也达3.52 cm，显著优于对照组。值得注意的是，IAA和IBA与zeatin组合虽也促进增殖，但NAA在诱导芽原基形成方面表现出特异性优势，这与细胞分裂素-生长素协同调控器官发生的理论相符。

【Growing media optimization for acclimatization】
驯化阶段发现，含蛭石的混合基质表现突出：土壤-椰糠-蛭石(1:1:1)组合存活率高达94.79%，新叶数(5.32片)和株高(8.67 cm)显著优于纯土壤栽培。研究人员指出，蛭石的保水透气特性可缓解组培苗从高湿环境到自然条件的过渡应激，而椰糠或泥炭藓提供的有机质则支持根系发育。

【Antioxidant activities assessment】
通过ABTS和铁螯合实验证实，微繁植株根茎的总多酚含量(7.82 mg GAE/g)与传统繁殖植株(7.75 mg GAE/g)无统计学差异，清除ABTS自由基的IC₅₀值分别为0.43与0.41 mg/mL，表明离体繁殖未影响次生代谢物合成通路的关键酶活性。

该研究首次系统论证了zeatin-auxin协同作用在生姜离体再生中的剂量效应，突破性地将椰糠引入驯化体系。其建立的标准化流程可实现单外植体年增殖10⁶株种苗，且病原体检测阴性率100%，从根本上解决了传统繁殖的病害传播风险。从产业角度看，该技术使种苗生产不再占用商品根茎，预计可增加30%市场供应量。更深远的意义在于，为其他濒危药用植物的保育性开发提供了可复制的技术范式。正如作者Mansor Hakiman团队强调的，这种"从实验室到田间"的全链条优化策略，将成为药用植物资源可持续利用的关键突破口。