抗褐变作用及由抗坏血酸介导的Piper sarmentosum Roxb.体外器官发生的增强

《Proceedings of the National Academy of Sciences, India Section B: Biological Sciences》：Prevention of Browning and Enhanced In Vitro Organogenesis Mediated by Ascorbic Acid in Piper sarmentosum Roxb.

香茅离体培养中内节段再生优势及抗褐变机制研究。通过优化赤霉素（8μM）和抗坏血酸（6-12μM）组合，实现同步增殖与根系发育，抑制褐变并提高成活率至100%，为药用植物工业化培育提供新策略。

　　

摘要

Piper sarmentosum Roxb. 是一种源自南安达曼群岛的具有药用价值的植物，富含肉豆蔻素（myristicin），这是一种具有抗癌潜力的生物活性化合物，因此其高效繁殖至关重要。然而，在体外培养过程中，酚类物质的氧化是一个主要限制因素，会导致组织变褐，从而抑制再生并常常引发外植体坏死。本研究首次证明，节间外植体更适合用于微繁殖，因为它们能够在含有细胞分裂素的培养基中同时促进芽和根的再生，从而无需单独的生根阶段。将节间外植体培养在添加了6-苄氨基嘌呤（BA）、激动素（KIN）或2-异戊烯基腺嘌呤（2iP）的Murashige和Skoog（MS）培养基上，发现当BA浓度为8 μM时，芽和根的再生效果最佳（分别为3.80 ± 0.11和8.20 ± 0.12），但氧化变褐现象限制了进一步的生长。组织学和立体显微镜分析证实了酚类物质的沉积，进一步强调了氧化应激在限制器官发生中的作用。为了解决这一问题，在优化的BA培养基中添加了抗坏血酸（1–12 μM），有效通过清除活性氧（ROS）和防止酚类氧化来减轻变褐现象。此外，抗坏血酸还促进了细胞分裂和分化，使芽的形成增加了三倍（9.20 ± 0.15），根的发育增强了五倍（42.40 ± 0.15）。根的形成显著增加，提供了更好的固定和养分吸收能力，从而使存活率达到了100%；而单独使用BA时，由于根的数量较少，存活率仅为76%。