土耳其东部濒危药用植物大黄的离体快繁体系构建与遗传保真性研究

（编辑推荐）本研究针对土耳其东部濒危药用植物大黄（Rheum ribes L.）开发了高效离体再生体系，通过胚轴、下胚轴和子叶外植体实现直接/间接器官发生（DOR/IOR）和体细胞胚胎发生（DSER/ISER），优化培养基（MS+3.0 mg/L BAP+0.2 mg/L NAA+1.0 mg/L GA3 ）获得1.15株/外植体的再生效率，SCoT标记证实直接再生体系遗传稳定性最高（相似系数0.991），为珍稀药用植物保育和可持续利用提供关键技术支撑。

　　

引言

土耳其东部特有药用植物大黄（Rheum ribes L.）因栖息地退化、种子休眠和过度采挖面临生存威胁。该植物富含蒽醌类（如大黄酚chrysophanol）、黄酮类（如芦丁rutin）等活性成分，具有抗糖尿病、抗菌、抗肿瘤等药理价值。传统繁殖方式受限于种子休眠（自然萌发率<50%）和生态压力，亟需建立离体再生技术实现规模化克隆繁殖。

材料与方法

植物材料：采集海拔2450米的野生种子，剥离胚轴用于实验。灭菌处理：采用5%次氯酸钠+0.7 mg/L聚乙烯吡咯烷酮（PVP）抑制酚类氧化。培养基：以MS为基础，添加不同浓度BAP/KIN（细胞分裂素）和2,4-D/NAA（生长素），设置36种培养方案。培养条件：分两阶段进行——暗培养14天诱导愈伤组织，光周期（16h/8h）21天促再生。分子检测：采用20条SCoT引物分析15个再生体系的遗传稳定性。

结果

种子萌发：胚外植体在1/2MS+1.75 mg/L GA₃
+1.0 mg/L IBA中萌发率达88.8%，较完整种子提高34.4%。愈伤诱导：MS+0.5 mg/L BAP+0.5 mg/L KIN+1.0 mg/L 2,4-D暗培养实现100%愈伤率，绿色愈伤组织再生能力最强。再生效率：

• 直接器官发生：胚轴在MS+3.0 mg/L BAP+0.2 mg/L NAA+1.0 mg/L GA₃
  中再生率达97.5%
• 体细胞胚胎发生：子叶来源愈伤在MS+2.0 mg/L BAP+2.0 mg/L KIN+1.0 mg/L GA₃
  中ISER达55.6%
  遗传分析：SCoT标记显示直接再生植株与母本遗传相似性最高（0.991），间接再生体系出现5.6%多态性。

讨论

激素调控：高细胞分裂素（BAP≥3.0 mg/L）配合低生长素（NAA 0.2 mg/L）最利器官发生，而均衡的auxin/cytokinin比例（1:1）促进体胚形成。暗培养作用：黑暗通过激活WOX11-LBD16通路增强愈伤组织再生潜力。遗传稳定性：直接再生减少表观遗传变异（如DNA甲基化），而长期愈伤培养可能导致YUC基因表达异常引发变异。

结论

本研究建立的优化体系可实现大黄高效克隆繁殖（年产10⁵
株/m²
），直接体胚再生植株适合种质库建设。未来可结合代谢组学筛选高产药用成分的无性系，推动该濒危物种的产业化保护。