《Horticulturae》：Optimization of Clonal Micropropagation Stages of Lilium pensylvanicum Using Crezacin: In Vitro Rooting and Ex Vitro Acclimatization
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与植物生物多样性保护和恢复相关的当前挑战使得有必要测试新的生物技术方法。利用合成生长生物刺激素——原trane类化合物（protatranes, 1,2,3）优化克隆微繁殖阶段，能够定向修饰植物体内的生理过程。这提高了植物的抗逆性，刺激发育，并降低了最终产品的
与植物生物多样性保护和恢复相关的当前挑战使得有必要测试新的生物技术方法。利用合成生长生物刺激素——原trane类化合物（protatranes, 1,2,3）优化克隆微繁殖阶段，能够定向修饰植物体内的生理过程。这提高了植物的抗逆性，刺激发育，并降低了最终产品的成本。本文研究了被研究人员命名为“crezacin”的原trane类化合物（1）对珍稀野生种新疆百合（Lilium pensylvanicum Ker Gawl.）微植株体外生根及适应离体（ex vitro）条件的刺激效应。未检测到crezacin和α-萘乙酸（α-naphthylacetic acid, NAA）在生根阶段对微鳞茎发育和生长的影响。浓度为1.0 mg/L的crezacin抑制了根的伸长，但不影响根的数量。使用浓度为0.93 mg/L的α-萘乙酸在诱导体外不定根发生（rhizogenesis）方面无效。在添加crezacin的培养基上培养的再生植株存活率达到100%。crezacin对再生植株叶片中光合色素含量的积极效应也得到了证实。添加超低浓度（0.001–0.1 mg/L）的crezacin可使色素含量较对照组提高至1.5倍（p < 0.05）。当微植株被移栽至土壤基质中时，向培养基中添加crezacin所导致的叶绿素和类胡萝卜素水平升高，显著促进了从异养型向自养型营养方式的转变。关于珍稀植物物种和园艺作物的克隆微繁殖的进一步研究将使用原trane类化合物2和3进行。
**论文解读：利用Crezacin优化新疆百合克隆微繁殖阶段的体外生根与离体驯化**
**1. 研究背景与问题**
植物生物多样性保护是当前人类面临的根本性挑战之一。尽管国际保护组织、国家政府等采取了多种就地保护（in situ）和迁地保护（ex situ）措施，但濒危物种的数量仍在持续增加。因此，需要开发和测试新的生物技术策略。植物保护生物技术中，克隆微繁殖（clonal micropropagation, CMP）因能快速生产无病原体、遗传性状一致的植株而成为关键方法。在CMP流程中，生根（不定根发生，rhizogenesis）是决定植株存活、活力和后续发育的最关键阶段，尤其对于珍稀物种，培养基中生长调节剂的种类和浓度组合直接影响体外培养的成功率，也决定了植株能否顺利适应非无菌的离体（ex vitro）条件。
近年来，一类名为“atranes”的合成生物活性化合物受到关注。其中，原trane类化合物（protatranes）具有独特的三环结构，表现出微量和纳米浓度下的生物活性、低毒性以及多种生理药理效应。研究人员合成了含氧 cresoxyacetic acid 的三乙醇铵盐，命名为“crezacin（CR）”（化合物1），以及含硫类似物（化合物2、3）。已有研究表明CR可促进农业作物的生长和产量，但其在球根花卉、特别是珍稀百合克隆微繁殖中的应用尚未见报道。
新疆百合（Lilium pensylvanicum Ker Gawl.）是原产于东亚的珍稀野生种，在其大部分分布区内种群数量持续下降，具有重要的保护价值和育种潜力（抗寒、耐热、抗旱），也是培育百合新品种的优良亲本。因此，优化其克隆微繁殖方案，尤其是提高体外生根效率和离体驯化存活率，具有重要的科学和实践意义。
**2. 研究目的**
本研究旨在探讨原trane类化合物之一——crezacin（CR）对新疆百合微植株体外生根和离体驯化的影响，并评估其相对于传统生长素α-萘乙酸（NAA）的优劣，为珍稀百合的微繁殖提供高效、经济且环境友好的技术方案。
**3. 主要技术方法**
研究人员采集俄罗斯外贝加尔地区天然生境中的新疆百合鳞茎，在含Murashige–Skoog（MS）基础盐培养基上继代培养4次后，取无根微鳞茎进行生根实验。培养基为固体MS（0.6%琼脂，30 g/L蔗糖，pH 5.7），分别添加NAA（0.93 mg/L）、CR（0.001、0.01、0.1、1.0 mg/L）及其组合，以无激素MS为对照。培养条件为23±2°C，光照强度30 μmol m
?2 s
?1，光周期16 h，每代5周。离体驯化阶段，将再生植株（每个处理20株）栽入泥炭∶椰纤维∶沙（1:1:1）基质，保持高湿并逐渐降低湿度，45天后统计存活率。光合色素（叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素）含量采用分光光度法于体外阶段结束和离体驯化两个月后测定，使用Lichtenthaler和Buschmann公式计算。数据采用单因素方差分析（ANOVA）和Tukey HSD检验（p ≤ 0.05），部分数据用双因素方差分析。
**4. 研究结果**
**4.1 体外生根**
所有培养基均能诱导较高的生根频率，但根系统质量差异显著。微鳞茎在各处理下均增大一倍。比较CR和NAA的作用发现，CR主要影响根的发育（数量和长度），而NAA主要影响叶片发育。CR呈剂量依赖性地抑制根伸长：1.0 mg/L时根最短，低中浓度（0.001–0.1 mg/L）与对照相当。NAA（0.93 mg/L）在诱导体外不定根发生方面无效：虽然生根率为100%，但根数量显著减少（减少34.4%），根长度缩短33.3%，且与CR联用会加重抑制作用。部分NAA处理还产生增厚、易折断、无根毛的异常根；而CR处理下根柔韧并密被根毛。总体而言，NAA抑制根系统发育，而CR对新疆百合不定根发生无明显刺激作用。新疆百合具有高再生潜力，对照和部分处理生根率达100%，最低也有87.5%。
**4.2 离体驯化**
含有0.001 mg/L CR的培养基培养的植株在离体驯化后存活率达100%，进一步提高浓度则存活率下降。CR处理过的植株能更快适应非无菌条件，原有叶片叶面积增加并长出新叶，根系继续发育，每个鳞茎形成3–4条真根，根长在45天内增加3–5倍。鳞茎大小平均增大20%，多数生物计量参数与对照相当，但1.0 mg/L CR处理过的植株根长显著短于对照。相反，在含NAA（无论是否加CR）的培养基上生根的植株，驯化存活率严重下降，最高不超过56%。NAA还使根长缩短至对照的约2.4倍。CR（0.1、1.0 mg/L）与NAA联用可部分抵消NAA对根生长和存活率的抑制作用。
**4.3 光合色素含量**
体外阶段结束时，CR各浓度处理均使叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量维持较高水平；添加NAA则使色素含量下降至对照水平。超低浓度CR（0.001–0.1 mg/L）可使色素含量较对照提高至1.5倍（p < 0.05）。叶绿素a/b比在含0.1 mg/L CR + 0.93 mg/L NAA的培养基上最低（2.8），该处理类胡萝卜素也最低；其他处理此比值在3.1–3.3，为适宜范围。离体驯化阶段，对照和含NAA培养基处理的植株色素含量和叶绿素a/b比出现显著变化；而仅含CR的培养基上生长的植株，移栽后色素含量无大幅波动。各处理在驯化结束时叶绿素a/b比均接近4:1，表明植株适应了温室自然强光环境，并非胁迫反应。
**5. 讨论与结论**
CR是一种无毒（LD50 6300 mg/kg）的多功能生物活性化合物，在超低浓度下即表现高效性，且能同时刺激不定根发生、愈伤组织形成和形态发生，增强胁迫耐受性。本研究首次证明CR能提高新疆百合再生植株的光合色素含量，维持最优叶绿素a/b比，从而增强植株的适应潜力，促进其从异养向自养转变，使得在含CR培养基上生根的植株在离体驯化中获得100%存活率。相比之下，NAA（0.93 mg/L）对体外生根有负面影响，导致根系发育不良，进而降低驯化成功率。CR在超低浓度下的高活性暗示其具有类激素特性。鉴于含硫原trane类化合物（2、3）在某些情况下表现出更高生物活性，后续研究将探索其在珍稀植物和园艺作物克隆微繁殖中的应用。
**研究结论**
总之，本研究合成了生物刺激素原trane类化合物（1–3），并首次考察了原trane（1）即crezacin（CR）对新疆百合微植株体外生根和离体驯化的刺激效应。在含CR培养基上培养的再生植株存活率达到100%。CR对再生植株叶片光合色素含量的积极效应得到证实：添加超低浓度CR（0.001–0.1 mg/L）可使色素含量较对照提高至1.5倍（p < 0.05）。培养基中添加CR所导致的叶绿素和类胡萝卜素水平升高，显著促进了微植株移栽入土壤基质后从异养向自养营养方式的转变。此前研究已显示，合成的含硫原trane类化合物（2）和（3）在某些情况下比含氧原trane类化合物1表现出更高的生物活性。因此，针对珍稀植物和园艺作物的克隆微繁殖研究将继续开展。
