细胞分裂素（2ip）调控马铃薯块茎发育的表型与内源激素动态：从体外诱导到机制解析

本综述系统阐述了活性细胞分裂素（CK）及其生物合成抑制剂对马铃薯块茎发育的调控作用，揭示了低浓度N6-(Δ2-异戊烯基)-腺嘌呤（2ip）通过协调内源激素平衡（如提升iP/tZ/DHZ、IAA、SA水平，降低JA/ABA/GA3比例）促进块茎形成，而高浓度2ip或lovastatin则抑制该过程，为作物产量提升提供理论依据。

　　

Highlight

Plant materials, exogenous phytohormone, and inhibitor treatments

本研究以马铃薯（Solanum tuberosum L. cv. Atlantic）组培苗为材料，通过单节茎段接种于液体MS培养基（含3%蔗糖，pH 5.8），在25±2°C、16小时光周期（100 μmol m^?2 s^?1）下培养30天后转移至匍匐茎诱导培养基（含8%蔗糖、0.15%活性炭）。培养2周后，分别施加不同浓度的活性细胞分裂素（CK）2ip及其生物合成抑制剂lovastatin，观察块茎发育表型及内源激素变化。

Effects of exogenous 2ip on tuberization in vitro

低浓度2ip显著促进体外块茎形成与发育，而高浓度则呈现抑制作用（图1A）。块茎形态由圆形变为长椭圆形，表面芽眼增多，部分出现二次生长。0.1–5 μM 2ip处理显著增加块茎鲜重（图1B），其中0.1 μM 2ip诱导效果最强，使块茎起始时间提前，形成率、直径和单重显著提升。高于50 μM的2ip抑制块茎形成，并显著提高长宽比。

Discussion

细胞分裂素（CKs）在马铃薯匍匐茎向块茎转化中起核心作用（Aksenova et al., 2012）。本研究证实2ip对块茎的体外诱导呈浓度依赖性：低浓度通过协调内源激素网络（如提升活性CKs、IAA、SA，降低茉莉酸盐（JA/ JA-Ile/ cis-OPDA）、ABA及非活性CKs（iPR/cZR））创造块发育有利环境；高浓度或lovastatin抑制则引发相反效应。活性CKs与GA₃、ABA或JA的比例及IAA/ABA、IAA/GA₃比值显著上升，进一步证实激素平衡对块茎形态建成的调控优势。

Conclusions

本研究明确了活性CKs（以2ip为代表）在马铃薯体外块茎发育中的特异性生理功能（图9）。低浓度2ip（0.1–5 μM）通过优化激素比例（如提升活性CKs/GA₃、IAA/ABA）促进块茎起始与膨大，而高浓度（>50 μM）或lovastatin抑制导致形态异常，揭示了CKs通过激素互作网络精准调控块茎发育的分子生理机制。