一种利用顶芽切段和FT-NIR化学计量分析技术进行细叶厚朴离体繁殖的新方法

《In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant》：A novel in vitro propagation protocol for Asarum sieboldii Miq. using apical shoot segments and FT-NIR-chemometric analysis

　　

摘要

Asarum sieboldii Miq.是一种重要的药用植物，在传统东亚医学中因其镇痛、抗炎和抗菌特性而被广泛使用。然而，由于其自然繁殖速度缓慢以及野生种群过度采挖，其大规模利用受到限制。为解决这些问题，本研究提出了首个高效且可重复的体外繁殖方法。通过培养顶芽外植体，研究了不同基础培养基、植物生长调节剂及驯化条件对再生效率的影响。结果表明，全浓度Murashige和Skoog（MS）培养基是最适合用于培养建立和芽发育的基础培养基。细胞分裂素优化实验显示，在MS培养基中添加1.5毫克/升的6-苄氨基嘌呤（BAP）时，芽的增殖效果最佳，六周后每个外植体可产生5.8±0.83个芽和12.25±1.25片叶。生根效果则显著受生长素类型和组合的影响，在含有0.75毫克/升的萘乙酸（NAA）和1.0毫克/升的吲哚-3-丁酸（IBA）的MS培养基上，生根效率最高。FT-NIR光谱分析和多变量化学计量学分析表明，母株与体外再生植株的生化特性高度相似，代谢差异主要由器官类型而非繁殖方法决定。流式细胞术分析证实，再生植株的基因组大小和倍性水平保持不变，说明其具有遗传稳定性。形态学观察进一步显示，体外再生植株的表型特征与母株相当，没有可见的异常。驯化过程也非常成功，存活率高达98%，这证明了再生植株的生理活力。总体而言，这种综合方法为Asarum sieboldii的保护、可持续利用及医药开发提供了有力支持。