综述：从培养容器到智能系统：智能微繁殖技术的崛起

《Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)》：From culture vessels to smart systems: the emergence of intelligent micropropagation technologies

摘要

微繁殖是现代园艺中的一项关键技术，用于大规模生产基因均匀且无病原体的种植材料。最近的进展正在将传统的体外繁殖方法转变为可控的、数据驱动的、可扩展的系统。临时浸没和其他生物反应器平台的创新提高了养分的可用性，减少了生理障碍，从而实现了高效的大规模繁殖。使用有机生长添加剂为合成培养基成分提供了可持续且低成本的替代方案，而标记辅助技术则确保了再生植物的遗传真实性。纳米材料作为改善去污、养分吸收、形态发生和代谢产物生产的有效工具而崭露头角；然而，其剂量依赖性效应和生物安全性需要仔细评估。基于LED的照明系统提供了精确的光谱控制，支持特定生长阶段的生长、生理反应和次生代谢产物的积累。同时，自动化表型分析和基于传感器的监测实现了对体外培养物的连续、无损评估。当这些技术与机器学习方法结合时，可以促进培养条件的预测建模和优化。封装和冷冻保存策略通过实现短期和长期储存以及优质种质的安全交换，进一步增强了微繁殖的效果。总体而言，生物反应器、智能照明、纳米技术、自动化和人工智能的整合正在推动下一代微繁殖系统的发展，使其更加高效、可重复和可扩展。本文批判性地总结了最近的进展，指出了当前的限制，并概述了精准和可持续体外植物生产的未来方向。

图形摘要

此图像的替代文本可能是由AI生成的。

微繁殖是现代园艺中的一项关键技术，用于大规模生产基因均匀且无病原体的种植材料。最近的进展正在将传统的体外繁殖方法转变为可控的、数据驱动的、可扩展的系统。临时浸没和其他生物反应器平台的创新提高了养分的可用性，减少了生理障碍，从而实现了高效的大规模繁殖。使用有机生长添加剂为合成培养基成分提供了可持续且低成本的替代方案，而标记辅助技术则确保了再生植物的遗传真实性。纳米材料作为改善去污、养分吸收、形态发生和代谢产物生产的有效工具而崭露头角；然而，其剂量依赖性效应和生物安全性需要仔细评估。基于LED的照明系统提供了精确的光谱控制，支持特定生长阶段的生长、生理反应和次生代谢产物的积累。同时，自动化表型分析和基于传感器的监测实现了对体外培养物的连续、无损评估。当这些技术与机器学习方法结合时，可以促进培养条件的预测建模和优化。封装和冷冻保存策略通过实现短期和长期储存以及优质种质的安全交换，进一步增强了微繁殖的效果。总体而言，生物反应器、智能照明、纳米技术、自动化和人工智能的整合正在推动下一代微繁殖系统的发展，使其更加高效、可重复和可扩展。本文批判性地总结了最近的进展，指出了当前的限制，并概述了精准和可持续体外植物生产的未来方向。

图形摘要

此图像的替代文本可能是由AI生成的。