《Plants》：Effect of the Cytokinin Type in the Culture Medium on the Ultrastructure of Leaf Chloroplasts and Photosynthetic Pigment Content of In Vitro Apple (Malus x domestica Borkh.) Shoots
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本研究通过比较TDZ、BAR和TOP三种细胞分裂素对苹果离体叶片的影响，发现meta-topolin（TOP）能有效维持叶绿体结构和光合色素含量，而thidiazuron（TDZ）则引发类似胁迫的超微结构改变。该成果为苹果微繁殖体系中细胞分裂素的优化选择提供了重要的超微结构证据。
引言
苹果（Malus x domestica Borkh.）作为蔷薇科重要果树，全球栽培品种超过7500个，因其丰富的维生素、矿物质和抗氧化成分而成为人类饮食的重要组成部分。组织培养技术广泛应用于苹果种质资源保存和无性系繁殖，其中细胞分裂素（CK）是调控离体芽增殖的关键因素。本研究选取噻苯隆（TDZ）、6-苄氨基嘌呤核苷（BAR）和间位拓扑林（TOP）三种常用细胞分裂素，系统比较它们对两个苹果品种（Húsvéti rozmaring和McIntosh）离体叶片叶绿体超微结构和光合色素含量的影响。
材料与方法
实验采用四年生苹果离体芽，在添加4.5 μM不同细胞分裂素（TDZ、BAR、TOP）的MS培养基中培养四周。通过光学显微镜和透射电子显微镜观察叶绿体形态和超微结构，采用吸收光谱法测定叶绿素a（Chl a）、叶绿素b（Chl b）和类胡萝卜素含量。统计分析采用GraphPad Prism 8软件，通过Kruskal-Wallis非参数检验进行显著性分析。
结果
光学显微镜观察显示，BAR和TDZ处理导致两个品种的叶肉细胞变圆，栅栏组织细胞消失，而TOP处理组叶片解剖结构与对照组相似。在McIntosh品种中，TDZ显著增加海绵组织细胞叶绿体数量，TOP则使其减少。TOP处理显著增加两个品种海绵组织细胞叶绿体的长宽比。
透射电镜超微结构分析揭示，TDZ处理使Húsvéti rozmaring叶绿体基粒高度增加，重复距离（RD值）增大，同时出现轻度肿胀的基粒。BAR处理导致基质类囊体腔肿胀，电子致密质体小球（PG）数量显著增加。TOP处理组叶绿体超微结构规则，但出现大量运输小泡，质体小球尺寸减小至对照组一半以下。在McIntosh品种中，TDZ引起基粒高度显著增加，BAR处理使基粒直径增大但数量减少。
光合色素测定结果表明，BAR和TDZ处理显著降低两个品种的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量。TOP处理组的色素含量与对照组无显著差异。TDZ处理显著降低Húsvéti rozmaring的Chl a/Chl b比值，而TOP处理对该参数影响较小。
讨论
本研究首次系统比较了三种细胞分裂素对苹果离体叶片叶绿体超微结构的调控作用。TDZ诱导的基粒肿胀和质体小球增大与植物胁迫响应特征一致，这与TDZ在组织培养中易引起玻璃化现象的特性相符。BAR和TOP作为6-苄氨基嘌呤（BA）的衍生物，对叶绿体结构的干扰较小，但羟基化衍生物TOP在维持光合色素稳定性方面表现最优。
品种间差异响应表明，苹果基因型对细胞分裂素的敏感性存在显著差异。McIntosh品种的叶绿体参数对细胞分裂素处理更为敏感，这为品种特异性微繁殖方案的制定提供了理论依据。叶绿体超微结构的变化与光合色素含量具有高度相关性，基粒结构的完整性直接影响光系统II的功能效率。
结论
TOP能有效维持苹果离体叶片叶绿体超微结构的完整性，保障光合色素正常积累，是替代TDZ的理想细胞分裂素。TDZ引发的胁迫样超微结构改变提示其在苹果微繁殖体系中需谨慎使用。本研究为优化苹果组织培养技术提供了细胞学证据，对提高离体苗质量和移栽成活率具有重要实践价值。
