优化光质与激素调控提升梣叶枫微繁殖效率及生理品质的研究

《Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)》：Developing an improved protocol for micropropagation of sycamore maple (Acer pseudoplatanus L.)

本研究针对梣叶枫(Acer pseudoplatanus L.)高价值基因型离体繁殖困难的问题，系统优化了表面消毒方案(比较NaOCl与NaDCC)、添加乙烯抑制剂AgNO3(11.8μM)、筛选细胞分裂素类型(trans-zeatin与trans-zeatin riboside)及光调控策略(LED光源强度50-60μmol m-2s-1，红蓝光比例3:1)。结果表明NaDCC消毒显著降低污染率至5.2%，AgNO3使难繁殖基因型增殖率提升3.4倍，红蓝光组合有效促进增殖与伸长。该协议为梣叶枫精英材料无性系繁殖提供了可靠技术支撑。

　　

在中央欧洲的森林中，梣叶枫（Acer pseudoplatanus L.）是一种兼具生态价值与经济价值的硬木树种。其木材纹理独特的个体——特别是波浪纹理（wavy grain）基因型——因其能显著提升木材的商业价值而备受关注。然而，这类珍稀基因型的传统无性繁殖方法（如嫁接或扦插）效率低下，且易受内生菌污染和基因型依赖性的限制。因此，开发高效、稳定的离体繁殖技术对于实现梣叶枫优良种质的规模化繁殖及保存具有重要意义。

为攻克这一难题，研究人员在《Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)》上发表了题为“Developing an improved protocol for micropropagation of sycamore maple (Acer pseudoplatanus L.)”的研究论文。该研究围绕消毒方法、激素调控和光环境等关键因素，系统优化了梣叶枫的微繁殖体系，旨在提升其繁殖效率与植株质量。

研究团队采用了多项关键技术方法，主要包括：以36棵供体树的冬芽为外植体，比较了次氯酸钠（NaOCl）和二氯异氰尿酸钠（NaDCC）的消毒效果；在基本培养基（?MS + ?Rugini Olive salts）中添加不同浓度的硝酸银（AgNO₃）以及两种细胞分裂素（trans-zeatin, Z 与 trans-zeatin riboside, ZR），并评估了其灭菌方式（过滤除菌与高压灭菌）对繁殖的影响；利用可编程LED光源模块，系统测试了不同光质（荧光、蓝光、红光及红蓝光组合）与光强（20–60 μmol m^-2s^-1）对离体芽增殖、伸长、生物量积累和叶绿素含量（SPAD值）的影响。

Establishment of shoot cultures from winter buds

研究显示，采用NaDCC消毒冬芽可显著降低污染率（冠芽污染率从NaOCl的42.2%降至5.2%），且无需冲洗步骤，操作更为简便。来自伐桩萌蘖（stump sprouts）的外植体其成活率也高于冠芽，表明外植体来源对初始建立成功率具有重要影响。

Micropropagation experiment 1: effect of silver nitrate

添加11.8 μM AgNO₃能极显著提高芽的增殖倍数与长度，尤其在难繁殖基因型E87中，增殖系数从1.3提升至4.4，芽长从0.9 cm增至4.7 cm。AgNO₃还明显改善了芽的质量，使多数芽呈现中绿色，且高质芽比例大幅上升。

Micropropagation experiment 2: type, source and sterilisation of zeatin

在细胞分裂素对比中，trans-zeatin riboside（ZR）在促进增殖（平均2.2）与芽伸长方面略优于trans-zeatin（Z，平均2.0），且在基因型Gott47-38中差异显著。两种商品化Z来源（Duchefa Biochemie与Phygenera）无显著差异，高压灭菌与过滤除菌对增殖无影响，但高压灭菌后芽伸长略有促进。

Micropropagation experiment 3: light spectrum and intensity

光强是影响芽增殖的主要因素，在40–60 μmol m^-2s^-1时各基因型增殖率最高。光谱（AP67与NS12）本身对增殖无显著影响，但光强与基因型存在互作。高光强下部分基因型出现叶片黄化与花青素积累，提示可能存在光胁迫。

Micropropagation experiment 4: light quality

在低光强（15 μmol m^-2s^-1）下，红蓝光组合（特别是RB 3:1）能显著提升基因型E87和Schussi的增殖率，而单色蓝光则导致SPAD值降低。红光促进芽伸长，尤其在SFHb1中芽长可达3.9 cm。生物量（干重）在蓝光与红蓝光组合下积累最多。

Micropropagation experiment 5: light intensity 2

在固定红蓝光比例3:1的条件下，光强从20提升至60 μmol m^-2s^-1时，基因型SFHb1的增殖率从3.0升至4.0，芽长与生物量也随光强增加而上升。然而，SPAD值随光强增加而下降，尤其在Gott47-38中从17.9降至8.1，说明高光强可能导致叶绿素降解或光抑制。

Rooting and acclimatisation

初步生根与驯化试验显示，基因型间生根率差异显著（21%~100%），未生根芽在移栽至基质后仍能成功生根，表明ex vitro生根可作为替代方案。

本研究通过系统优化消毒手段（NaDCC）、添加乙烯抑制剂（AgNO₃）、选用适宜细胞分裂素（ZR）以及调控光环境（光强50–60 μmol m^-2s^-1，红蓝光比3:1），显著提升了梣叶枫离体繁殖的效率与植株质量。该研究不仅为这一高价值树种的无性系繁殖提供了可重复的技术框架，也强调了在微繁殖中需根据基因型特性调整培养策略，以实现形态增益与生理质量的平衡。这些成果对推动优良林木基因型的商业化克隆繁殖具有重要的理论与实践意义。