草甘膦对选定金丝桃属物种离体芽再生及与金丝桃素相关的暗色结节分化的影响

《Biologia》：Glyphosate affects shoot regeneration and hypericin-associated dark nodule differentiation in selected Hypericum species in vitro

　　

摘要

金丝桃属是生物活性次级代谢产物的重要来源，尤其是萘并蒽酮（金丝桃素），其生物合成过程目前仍未被完全阐明。环境因素，包括广泛使用的除草剂草甘膦，可能会影响非目标物种的植物发育和次级代谢。本研究探讨了草甘膦对芽诱导和暗色结节分化的影响。最初选用六个金丝桃属物种进行芽培养诱导，但仅有H. annulatum、H. perforatum和H. tomentosum成功再生为稳定的芽培养物，因此被用于后续分析。通过监督像素分类的图像分析定量测定根覆盖面积，以确定亚致死草甘膦浓度（5和10 μM），随后在补充6-苄氨基嘌呤（BAP）的芽诱导实验中进行应用。芽再生通过半定量评分系统进行评估，暗色结节数量则通过目视显微镜图像计数测定。草甘膦以浓度依赖的方式减少了根的发育并抑制了芽诱导，且种间变异性显著。芽诱导在H. perforatum和H. annulatum中发生，但在H. tomentosum中未发生。尽管进行了草甘膦处理，再生组织中仍出现了暗色结节，但其数量随草甘膦浓度增加而减少，在培养21天后，H. annulatum在10 μM浓度下暗色结节数量减少了约九倍。再生过程仍不完整，未能获得完全发育的芽。这些结果表明，草甘膦以浓度和物种依赖的方式影响形态发生和暗色结节分化，但未完全阻止与金丝桃素相关的结构形成。观察到的暗色结节丰度降低表明，草甘膦可能是一个有用的实验工具，用于研究金丝桃属物种中与金丝桃素相关组织的发育调控。