近日，中国科学院合肥物质院智能所离子束研究中心吴丽芳研究员课题组在药食同源经济物种杜仲的高效离体再生方面取得重要进展，研究成果以题为“Efficient plant regeneration through direct shoot organogenesis and two-step rooting in Eucommia ulmoides Oliver”在线发表于植物领域国际期刊Frontiers in Plant Science上。
杜仲是我国特有的多功能乡土树种，也是一种传统中药，在我国已被广泛使用两千多年。杜仲（叶）被列入药食同源植物，其保健功能占据已公布的27个保健食品功能中的一半以上，是开发现代中药、保健品和功能食品等的优质原料。目前，杜仲育苗主要采用传统的播种和嫁接两种方式，前者存在种子活力低、萌发率低（自然条件下仅为20%）且种苗质量参差不齐等问题，后者存在繁殖系数低，繁殖受季节和材料的限制等问题。现有的育苗方式很难满足杜仲种苗的育种需求。因此，在杜仲种质资源选育的基础上，开展杜仲优良种苗的品种化繁育技术研究迫在眉睫。
科研团队通过以带腋芽的杜仲茎段为初始外植体，通过直接再生途径，实现了杜仲的高效再生（图1），其中芽诱导率为100%，芽增殖率高达500%，且4周就实现了芽的伸长和增殖，这标志着杜仲再生效率的显著提高。此外，为解决杜仲再生过程中不定根诱导困难且基部伴有愈伤组织形成导致后期再生苗移栽成活率低的挑战，团队研发了杜仲组培苗两步生根技术，使得杜仲在11天即能生根，且不定根诱导率达到93.02%，显著缩短了杜仲优良种苗的生根时间，提升了杜仲再生种苗的质量。本研究建立的微繁技术体系为优良杜仲种质资源的保存、种苗的工厂化生产和后期的品种改良提供了技术支撑，同时也为难生根树种的细胞工程育苗提供了借鉴。
该研究得到中国科学院战略生物资源计划、中国科学院青年创新促进会、国家自然科学基金等项目的资助。博士生王大成为论文第一作者，侯金艳副研究员、吴丽芳研究员为共同通讯作者。
文章链接：https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1444878
图1 杜仲带腋芽茎段的直接再生及二步生根过程
