特有种捕虫堇属植物的体外形态发生：芳香型细胞分裂素与LED光谱对直接器官发生的独立调控

《In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant》：In vitro morphogenesis of endemic Pinguicula species: Independent regulation of direct organogenesis by aromatic cytokinins and LED spectra

　　

摘要

墨西哥捕虫堇（Pinguicula spp.）因其独特的生物学特性和观赏价值而备受珍视，然而许多特有物种正面临栖息地丧失和非法采集的威胁。本研究提出了一种通过直接器官发生途径对Pinguicula heterophylla和Pinguicula ibarrae进行微繁殖的方案。研究对三种芳香型细胞分裂素——6-苄氨基嘌呤（BAP）、激动素（K）和对-甲苯巴布瑞（mT）——的主效应和交互效应进行了比较评估，考察了它们的浓度（4.44或8.88 μM，基础培养基中补充1.34 μM 1-萘乙酸（NAA））以及两种LED光照条件：冷白光与红蓝光（RB）组合。分析表明，芽增殖仅受主效应控制，说明最适细胞分裂素需求是一种稳定的、依赖于基因型的性状，其作用独立于光质。对于P. heterophylla，使用4.44 μM K可获得最大芽诱导效果（每个外植体13.7个芽）；而P. ibarrae则明显偏好RB LED光照下的4.44 μM mT，每个外植体可产生25.5个芽。值得注意的是，增殖率与叶片展开（莲座盘直径）之间存在显著的形态发生权衡，这表明外源植物生长调节剂虽然能最大化芽的数量，但同时限制了单株幼苗的大小。此外，RB LED光照处理显著提高了两个物种的干物质含量百分比，并增强了P. heterophylla的叶绿素合成。离体驯化接种取得成功，两个物种的完全发育植株均实现了100%的存活率。这些发现为大规模无性繁殖奠定了基础，有助于这些濒危墨西哥特有植物的可持续商业化利用和异地保护。