近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院智能所離子束研究中心吳麗芳研究員課題組在藥食同源經(jīng)濟(jì)物種杜仲的高效離體再生方面取得重要進(jìn)展，研究成果以題為“Efficient plant regeneration through direct shoot organogenesis and two-step rooting in Eucommia ulmoides Oliver”在線發(fā)表于植物領(lǐng)域國際期刊Frontiers in Plant Science上。

　　杜仲是我國特有的多功能鄉(xiāng)土樹種，也是一種傳統(tǒng)中藥，在我國已被廣泛使用兩千多年。杜仲（葉）被列入藥食同源植物，其保健功能占據(jù)已公布的27個保健食品功能中的一半以上，是開發(fā)現(xiàn)代中藥、保健品和功能食品等的優(yōu)質(zhì)原料。目前，杜仲育苗主要采用傳統(tǒng)的播種和嫁接兩種方式，前者存在種子活力低、萌發(fā)率低（自然條件下僅為20%）且種苗質(zhì)量參差不齊等問題，后者存在繁殖系數(shù)低，繁殖受季節(jié)和材料的限制等問題。現(xiàn)有的育苗方式很難滿足杜仲種苗的育種需求。因此，在杜仲種質(zhì)資源選育的基礎(chǔ)上，開展杜仲優(yōu)良種苗的品種化繁育技術(shù)研究迫在眉睫。

　　科研團(tuán)隊通過以帶腋芽的杜仲莖段為初始外植體，通過直接再生途徑，實(shí)現(xiàn)了杜仲的高效再生（圖1），其中芽誘導(dǎo)率為100%，芽增殖率高達(dá)500%，且4周就實(shí)現(xiàn)了芽的伸長和增殖，這標(biāo)志著杜仲再生效率的顯著提高。此外，為解決杜仲再生過程中不定根誘導(dǎo)困難且基部伴有愈傷組織形成導(dǎo)致后期再生苗移栽成活率低的挑戰(zhàn)，團(tuán)隊研發(fā)了杜仲組培苗兩步生根技術(shù)，使得杜仲在11天即能生根，且不定根誘導(dǎo)率達(dá)到93.02%，顯著縮短了杜仲優(yōu)良種苗的生根時間，提升了杜仲再生種苗的質(zhì)量。本研究建立的微繁技術(shù)體系為優(yōu)良杜仲種質(zhì)資源的保存、種苗的工廠化生產(chǎn)和后期的品種改良提供了技術(shù)支撐，同時也為難生根樹種的細(xì)胞工程育苗提供了借鑒。

　　該研究得到中國科學(xué)院戰(zhàn)略生物資源計劃、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會、國家自然科學(xué)基金等項目的資助。博士生王大成為論文第一作者，侯金艷副研究員、吳麗芳研究員為共同通訊作者。

　　文章鏈接：https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1444878

圖1  杜仲帶腋芽莖段的直接再生及二步生根過程