体外技术拯救濒危药用植物：喜马拉雅牡丹(Paeonia emodi)的高效再生体系构建

《Discover Plants》：Harnessing in vitro technologies for conservation of Paeonia emodi, a threatened medicinal and ornamental species

本研究针对喜马拉雅特有濒危药用植物Paeonia emodi因过度采挖和生境破坏导致的资源危机，开发了一套稳定的体外再生体系。通过优化植物生长调节剂（PGRs）组合，首次实现其高效离体繁殖（BAP 2.0 mg L-1诱导率达70.44%），并成功完成驯化（存活率80-85%），为该物种的保育、药用开发及园艺应用提供了关键技术支撑。

　　

在喜马拉雅山脉的云雾缭绕处，生长着一种兼具药用与观赏价值的珍稀植物——喜马拉雅牡丹（Paeonia emodi）。它那洁白硕大的花朵和深裂的叶片不仅装点着高山草甸，更在传统医学中用于治疗炎症、癫痫等疾病。然而，由于栖息地破坏、过度采挖以及种子自然萌发率极低，这一物种正面临严重的生存威胁。传统的繁殖方式效率低下，难以满足保护和可持续利用的需求。为此，研究人员将目光投向了生物技术领域，试图通过体外再生技术为这一濒危物种寻找新的生机。

本研究通过优化植物生长调节剂的组合与浓度，系统建立了Paeonia emodi的体外再生体系。关键技术方法包括：以茎段为外植体，通过汞氯化物（HgCl₂）强化灭菌；在MS培养基中筛选TDZ、Zeatin、BAP等调控器官发生的激素组合；采用半强度MS培养基添加NAA/IBA诱导生根；并通过阶段性驯化实现试管苗向温室环境的过渡。

3.1 愈伤组织诱导效率

茎段外植体在添加不同浓度TDZ、玉米素（Z）、激动素（Kn）及生长素（NAA、IAA、IBA）的MS培养基中培养。结果显示，TDZ（2.5 mg L^-1）与玉米素（2.0 mg L^-1）组合诱导率最高（63.48%），且愈伤组织呈绿色致密状，具备良好的形态发生潜力。而单独使用2,4-D与BAP的组合虽能快速诱导愈伤，但诱导率低且易褐化。

3.2 芽诱导效率

BAP（2.0 mg L^-1）单独处理时芽诱导率最高（70.44%），平均每外植体产生8.70个芽。而玉米素（2.5 mg L^-1）与TDZ（1.5 mg L^-1）组合虽诱导率略低（66.20%），但能促进芽伸长（6.63 cm）并缩短响应时间（28.13天）。TDZ在低浓度（1.5 mg L^-1）下表现出优异的芽增殖与伸长协同作用。

3.3 根诱导效率

在半强度MS培养基中，NAA（0.25 mg L^-1）单独使用时可诱导最多根系（6.01条/外植体）和最长根长（6.96 cm）。而NAA（0.25 mg L^-1）与IBA（0.5 mg L^-1）组合则实现最高生根率（48.22%）。高浓度生长素（如IAA 0.75 mg L^-1）会显著抑制生根并促进愈伤形成。

3.4 驯化与硬化

生根苗移栽至泥炭藓:蛭石:珍珠岩（1:1:1）混合基质中，经高湿度驯化后转入温室，最终存活率达80-85%，证实该体系具备实际应用可行性。

4 讨论与结论

本研究首次系统解析了PGRs对Paeonia emodi体外再生的调控规律：TDZ与玉米素的协同作用通过激活细胞分裂素信号通路促进愈伤分化；BAP主导芽增殖，而TDZ与玉米素组合优化芽伸长；低浓度NAA与IBA协同诱导生根。研究还发现，添加PVP（聚乙烯吡咯烷酮）可有效抑制酚类氧化，半强度MS培养基能降低渗透压以促进生根。该体系不仅为P. emodi的野外回归和种质保存提供了技术保障，也为其他濒危芍药属植物的体外繁殖提供了参考范式。论文发表于《Discover Plants》，标志着喜马拉雅牡丹的保育工作迈入生物技术辅助的新阶段。