观赏植物的再生：现状与展望

盛夏时节，草木葱茏，或翠绿含烟，或红艳娇艳。观赏植物，乃人们日常生活中的一种雅趣，其种类丰富多样，近年来的市场份额逐渐增加。人们常常利用观赏植物来装饰庭院花园，营造舒适宜人的家居环境，在崇尚自然与绿色健康理念的现代生活中占有越来越重要的地位，尤其是一些名、特、优、新珍贵珍稀观赏植物品种，其市场更是供不应求。新兴的生物技术，如基因编辑、表观遗传编辑、细胞工程等为提高观赏植物的观赏价值、减少瑕疵提供了新的育种手段，而再生体系往往是这些技术成功应用的前提。当前，绝大部分种类的观赏植物尚缺乏普适高效的再生体系，在再生过程中，常常依赖特定的基因型，这在很大程度上阻碍了新兴的生物学理论与技术在观赏植物产业中的应用，限制了观赏植物新优种质的创制创新。
2024年8月，Ornamental Plant Research在线发表了华中农业大学王彩云研究团队贵州师范大学曾拓副教授团队题为Regeneration of Ornamental Plants: Current status and prospect（观赏植物的再生：现状与展望）的综述文章。
本文回顾了近二十年来观赏植物研究领域中的再生理论与技术进展，从观赏植物的不同再生路径为切入点，总结了单子叶与双子叶植物再生过程中的路径偏好及形成该偏好的可能原因；从外植体基因型、部位、年龄，培养基营养成分、培养条件、激素配比等内在与外在因素，归纳了对再生有影响的诸多因素；指出了再生过程中外植体易褐变、转基因愈伤在筛选培养基上出芽困难、再生植物生根困难等主要障碍。针对这些难题，本文依托现代分子生物学理论，提出了潜在的解决途径，包括挖掘再生相关基因、寻找与再生相关的表观修饰位点、应用再生基因实现对转基因植株进行选择、创制更高效的促再生融合蛋白等。此外，本文还展望了最前沿的生物技术在植物再生中的应用，包括通过CRISPR/dCas9为基础的基因激活系统与表观修饰编辑系统对再生基因进行激活与表观修饰编辑，进而实现植物再生；通过操控染色质可及性提高植物再生能力；通过外源注射携带再生相关基因的农杆菌，改变植物非离体组织的细胞命运，实现不依赖组培的芽再生。图1 植物再生调控网络

图2 植物常见的再生方式：芽器官发生、根器官发生与再生以及体胚发生

图3 再生相关基因的应用

A：在组培体系中促进愈伤出芽；B：在不依赖组培的体系中促进营养组织形成不定芽

华中农业大学园艺林学学院在读硕士研究生朱历勇和已毕业硕士研究生周黎（现中国科学院植物研究所在读博士研究生）为论文共同第一作者，华中农业大学王彩云教授和贵州师范大学曾拓副教授为共同通讯作者。李伽文博士（现为北京大学现代农学院博士后）、 华中农业大学在读博士陈訾强、在读硕士王美艳李蓓贝、华中农业大学罗靖副教授和湖北麻城菊花产业科技创新示范基地负责人徐颂文等为论文的撰写提供了帮助。该研究得到了湖北麻城菊花产业科技创新示范基地合作研究项目（305-707122125）、国家自然科学基金（32160718）和贵州省自然科学基金科技计划一般项目[ZK[2022]301]等的资助。

团队介绍:

华中农业大学王彩云教授课题组四十多年来一直从事观赏植物品质生理与分子生物学以及花卉应用等研究。主要工作集中在揭示除虫菊代谢产物-抗虫-昆虫传粉-结实的分子生态关系、构建与遗传分析绿色菊花杂交群体以及功能菊绿色栽培技术示范与推广应用等。本团队在桂花种质资源、色香品质形成机理与调控等方面也有多年研究成果。近几年在New Phytologist、Plant Biotechnology Journal、Horticulture Research、Industry Crop& Products等期刊上以通讯作者发表研究论文多篇。

贵州师范大学植物抗逆生物学与种质资源创新团队主要从事作物抗逆与种质资源创新的生物学基础研究，近年来围绕大田以及园艺作物抗逆和品质、种质资源等开展教学科研工作，在Horticulture Research、Plant Journal、Theoretical and Applied Genetics等期刊发表多篇论文，欢迎全国各地学生报考本团队的硕士研究生。

https://doi.org/10.48130/opr-0024-0022