离体培养条件下拟南芥（Toona sinensis）早期发芽阶段不定根的诱导及其形成过程中的生理生化变化

《Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)》：Ex vitro adventitious root induction and physio-biochemical changes during adventitious root formation in early-sprouted Toona sinensis

离体生根优化及生理生化机制研究揭示早发< italic >Toona sinensis通过10 mg/L ABT-1短时处理结合泥炭蛭石基质实现100%生根，其机制涉及ABA/JA/SA胁迫激素上调激活SOD/POD/PPO抗氧化系统，GA3抑制解除促进IAA/ZR协同诱导皮质生根，并伴随糖代谢加速和木质素合成增强。

　　

摘要

本研究旨在优化早萌发Toona sinensis的离体生根方案，并阐明不定根（AR）形成过程中的生理和生化机制。以培养的幼苗为外植体，采用四因素三水平正交设计来评估激素类型、浓度、浸泡时间和培养基组成对离体生根的影响。分析了在不定根诱导阶段（初始移植第1天、根原基诱导第8天、不定根形成第11天和不定根伸长第14天）营养成分、酶活性和内源激素的变化。最佳生根方案为：将茎基部用10 mg/L的ABT-1处理30秒，然后移植到泥炭：蛭石（1:1，体积比）培养基中，实现了100%的生根率，每株植物产生32.00个根尖，平均根长为2.67厘米。解剖观察表明，这种生根类型属于皮层生根，根原基来源于皮层或维管形成层。生理参数的动态变化显示，在根诱导期间，与压力相关的激素（ABA、JA和SA）上调，这增强了抗氧化酶（SOD、POD和PPO）的活性并减轻了氧化应激。同时，GA3的生物合成下调以促进根的起始。IAA和ZR协同促进了根原基的分化和发育。IAA含量的持续升高进一步增强了POD活性，刺激了木质素和蛋白质的生物合成，并加速了代谢活动和糖的分解，从而促进了不定根的伸长。本研究建立了一种高效的Toona sinensis离体生根系统，并阐明了调控不定根发育的生理和生化机制。这些发现为改进该物种的繁殖方案提供了理论依据和实践指导。