meta-topolin双重调控风雨兰离体繁殖与次生代谢产物合成的机制研究

《Journal of Plant Growth Regulation》：Dual Role of Meta-topolin in Mediating In Vitro Propagation and Phytochemical Elicitation in Zephyranthes grandiflora

为解决风雨兰(Zephyranthes grandiflora)离体繁殖效率低和药用成分(如抗阿尔茨海默症药物galantamine)产量不足的问题，研究人员通过比较不同外植体(E1-E3)和植物生长调节剂(BA/mT)组合，发现1.5 mg L?1 mT能实现100%再生率，并显著提升GAL含量(303.33 μg g?1 FW)。该研究为药用观赏植物商业化生产提供了兼具高效繁殖与代谢强化的创新方案。

　　粉红风雨兰(Zephyranthes grandiflora)作为石蒜科(Amaryllidaceae)兼具观赏与药用价值的球根植物，其体内合成的加兰他敏(GAL)是治疗阿尔茨海默症的重要天然药物。针对该物种离体培养再生困难的特性，研究者创新性地采用成熟球茎作为外植体，系统比较了完整球茎(E1)、纵切半球(E2)和纵切四分之一球(E3)在不同浓度6-苄基腺嘌呤(BA)和新型细胞分裂素meta-topolin(mT)培养基中的表现。

实验数据揭示，添加1.5 mg L^?1 mT的MS培养基展现出最优效果：E3外植体实现100%不定芽诱导率，平均产生4.40个长度4.26 cm的再生芽。值得注意的是，mT在促进根发生方面显著优于传统激动素BAP。通过优化培养基配方(1.5 mg L^?1 mT+0.5 mg L^?1 NAA+0.25 mg L^?1 GA₃)，再生芽长度增至15.30 cm，单外植体可产生10.33个小鳞茎。

研究团队还发现，高浓度蔗糖(120 g L^?1)搭配多效唑(5 mg L^?1)能显著提升鳞茎直径(1.02 cm)和内源糖含量(3.09 mg g^?1)。经SCoT分子标记验证，再生植株保持遗传稳定性。更令人振奋的是，mT培养的植株不仅光合色素、酚类和黄酮含量增加，其GAL含量更达到田间植株的3倍(303.33 μg g^?1鲜重)。这项研究首次揭示了mT在植物离体繁殖与次生代谢调控中的双重作用，为药用植物工业化生产提供了全新策略。