综述：克服辣椒再生和遗传转化顽拗性的新兴方法以加速作物改良

本综述系统探讨了辣椒（Capsicum）再生与遗传转化的前沿策略，重点解析了植物生长调节剂（PGRs）如BAP（6-苄氨基嘌呤）、TDZ（噻苯隆）、IAA（吲哚-3-乙酸）的协同作用，以及LED光照、纳米颗粒（NPs）和人工智能（AI）在优化离体再生体系中的应用。文章深入总结了通过农杆菌介导转化和CRISPR/Cas9基因编辑技术提升抗病性（如CMV、TMV）及非生物胁迫（干旱、盐害）耐受性的突破性进展，为克服辣椒顽拗性提供了多维度解决方案。

　　

2. 解析植物生长调节剂在辣椒再生中的作用

植物生长调节剂（PGRs）是调控辣椒离体再生的核心因子。细胞分裂素如BAP（1–5 mg·L^?1）可有效促进芽器官发生，与AgNO₃（5 mg·L^?1）联用时可显著提升再生效率。天然细胞分裂素玉米素（ZT，7.5–10 mg·L^?1）与赤霉素GA₃（0.5–2 mg·L^?1）组合可协同诱导芽伸长。合成调节剂TDZ（0.5–18.16 μmol·L^?1）虽能诱导体细胞胚胎发生，但高浓度易导致畸形芽。生长素中IAA（0.5 mg·L^?1）多用于芽诱导阶段，而IBA（0.5–1 mg·L^?1）和NAA（0.1–0.5 mg·L^?1）对根原基分化更具优势。无机添加剂如CuSO₄（0.47 mg·L^?1）可通过提升铜离子浓度激活代谢通路，活性炭则吸附酚类毒素缓解褐化。

3. 优化辣椒再生体系的策略方法

外植体选择是再生成功的关键：子叶和下胚轴再生能力显著高于叶片，其中子叶-叶柄复合体芽诱导率可达44.4%。基因型依赖性仍是核心挑战，例如C. baccatum的WOX7基因上调促进愈伤组织血管化，而C. chinense响应微弱。培养基优化需平衡生长素/细胞分裂素比例——高比例促根，低比例促芽。胁迫预处理（低温/创伤）可激活缺氧应答基因，提升再生潜力。新兴技术如LED光质调控可优化光周期，纳米银颗粒（AgNPs）通过调控乙烯信号通路抑制组织坏死。转录组学分析表明，碳代谢和光合作用基因（如MYB、bHLH、AP2/ERF）的上调是再生效率的关键分子基础。

4. 跨物种启示提升辣椒再生技术

茄科作物（番茄、茄子）的再生机制为辣椒提供重要参考。番茄子叶在含BA、IBA和KT的MS培养基中高效再生，马铃薯中玉米素核苷（ZR）游离体系证明基因型兼容性可替代复杂激素组合。黄瓜体细胞胚胎发生采用两阶段策略：2,4-D诱导愈伤后切换至低生长素培养基促胚胎成熟。分子机制上，RPK1（拟南芥）、NiR（水稻）、Rg1（番茄）等基因通过激素通路调控再生，而miR156介导的细胞分裂素信号年龄衰减效应提示外植体幼嫩组织更具再生潜力。光信号通过光敏色素调控器官发生，黑暗培养可抑制光抑制基因表达。

5. 辣椒遗传转化的现状与局限

辣椒遗传转化仍面临严峻挑战：稳定转化率低、基因型依赖性强、再生芽常呈莲座状畸形。农杆菌介导法（菌株LBA4404、EHA105）和基因枪法受限于组织褐化与T-DNA转移效率。近期突破包括：① 利用发育调节因子BnBBM、WUS、IPT的异源表达提升转化细胞再生能力；② 切割-蘸芽（CDB）系统绕过传统组织培养；③ 病毒载体（如TSWV）递送CRISPR/Cas9实现DNA-free编辑。抗病转化中，RB基因赋予辣椒疫病抗性，DREB1A基因提升抗旱性，但多数研究仍依赖瞬时表达或拟南芥异源验证。成功案例需优化共培养时间、选择标记（NPT II/hpt）及抗菌剂（特美汀）。

6. 机遇与未来展望

人工智能（AI）与机器学习（ML）为优化再生体系开辟新路径：通过预测生长调节剂组合、光环境及纳米颗粒浓度，可建立基因型特异性协议。集成多组学数据（转录组、甲基化组）识别关键通路如ROS稳态、PSK（植物磺胺肽）信号。基因编辑技术中，GRF-GIF嵌合体实现基因型无关转化，Fast-TrACC系统加速茄科作物转化测试。未来方向包括：① AI驱动的高通量表型分析；② 体细胞胚胎发生体系的标准化；③ 基于病毒载体的田间适用型编辑技术。这些创新将加速抗逆辣椒品种的育种进程，为粮食安全提供生物技术解决方案。