$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Hemipilia cucullata (L.) Y.Tang, H.Peng & T.Yukawa, powszechnie znana jako cucullate neottianthe orchid, jest dziką lądową orchideą pochodzącą z umiarkowanej Eurazji i jest szeroko rozpowszechniona od Polski po Japonię1. Początkowo sklasyfikowany w rodzaju Neottianthe, gatunek ten został niedawno przeniesiony do rodzaju Hemipilia, sekcja Neottianthe, na podstawie dowodów molekularnych2. Roślina wyrasta z podziemnych bulw i osiąga do 30 cm wysokości, wytwarzając różowawe lub fioletowo-czerwone kwiaty ułożone w jednostronny kłos. Ze względu na elegancki kształt i atrakcyjne ubarwienie kwiatów posiada znaczną wartość ozdobną. Dodatkowo, cała roślina jest uznawana za zioło lecznicze w wielu krajach, gdzie jest szeroko stosowana do różnych celów terapeutycznych, w tym do leczenia chorób serca, poprawy krążenia krwi, łagodzenia siniaków i wspomagania gojenia się złamań 3,4. Ostatnie badania fitochemiczne zidentyfikowały kilka antocyjanów w tym gatunku, takich jak cyjanidyna, 3-oksaliloglukozyd, chryzantema i cyjanina, które mają właściwości przeciwutleniające i wazoprotekcyjne oraz mogą przyczyniać się do ich działania leczniczego 5,6.
Obecnie dzikie populacje H. cucullata stoją w obliczu zagrożeń związanych z utratą siedlisk i zakłóceniami środowiskowymi, co prowadzi do poważnego spadku populacji, a na niektórych obszarach zbliża gatunek do wyginięcia 3,7,8. Ochrona tego gatunku jest jednak szczególnie trudna ze względu na trudności w jego naturalnym rozmnażaniu. W naturze H. cucullata rozmnaża się zarówno klonalnie, jak i płciowo, ale oba tryby są nieefektywne. Naturalne rozmnażanie klonalne jest powolne i rzadkie, podczas gdy rozmnażanie płciowe jest ograniczone przez słabe wyniki zapylania i niską żywotność nasion 9,10. Co więcej, badania terenowe ujawniły wyraźnie niezrównoważoną strukturę wiekową, z niedoborem młodocianych osobników i ograniczoną naturalną rekrutacją, zwłaszcza w warunkach stresu antropogenicznego lub pirogennego 7,8,11. Nasiona H. cucullata, podobnie jak wiele storczyków, są drobne, pozbawione bielma i wymagają określonych partnerów grzybowych do kiełkowania, co dodatkowo komplikuje naturalną regenerację. W rezultacie, pomimo szerokiego zasięgu geograficznego, liczebność populacji i struktura wiekowa dzikich populacji maleją, a lokalne ryzyko wyginięcia wzrasta7. Dlatego ustanowienie skutecznej metody sztucznego szybkiego rozmnażania ma zasadnicze znaczenie zarówno dla zachowania zasobów plazmy rozrodczej, jak i dla zrównoważonego wykorzystania tego gatunku storczyków.
Wśród dostępnych technik rozmnażania, kiełkowanie symbiotyczne – polegające na połączeniu z grzybami mikoryzowymi storczyków – może ściśle symulować naturalne procesy, ale często jest trudne do standaryzacji ze względu na zależność od specyficznych dla gatunku partnerów grzybowych 12,13,14. Natomiast kiełkowanie asymbiotyczne stanowi prostszą i bardziej powtarzalną alternatywę, która jest szeroko stosowana w systemach hodowli tkankowych storczyków15. Chociaż protokoły asymbiotycznego kiełkowania i szybkiego rozmnażania zostały opracowane dla kilku storczyków leczniczych, takich jak Bletilla, Dendrobium i Cypripedium 16,17,18,19, nadal wymagana jest specyficzna dla gatunku optymalizacja pożywek hodowlanych i warunków hodowli tkankowej dla H. cucullata.
W tym badaniu wykorzystaliśmy dojrzałe nasiona H. cucullata uzyskane w wyniku ręcznego zapylenia krzyżowego dzikich osobników (ryc. 1A) na górze Tianmu we wschodnich Chinach (30°20′ N, 119°22′ E) w celu ustalenia i optymalizacji skutecznego protokołu kiełkowania nasion asymbiotycznych, rozwoju siewek i wydłużania pędów. Dodatkowo opracowaliśmy system regeneracji z eksplantatów liści poprzez indukcję PLB, przyczyniając się w ten sposób do ochrony i uprawy tej zagrożonej leczniczej orchidei.