Abstract This study intended to develop an efficient in vitro micropropagation technique for the critically endangered ornamental cactus Mammillaria herrerae Werdermaan and to assess the phytochemical profile, antioxidant, and enzyme inhibitory activities of callus and shoot cultures. The greatest shoot induction (99.2 ± 0.8%), with more multiple shoots (15.4 ± 2.1), and maximum shoot length (0.83 ± 0.12) were achieved on nutrient medium Murashige and Skoog (MS) with N6-furfuryladenine (6-KN, 2.5 µM) and 3-indolebutyric acid (IBA, 1.0 µM). The maximum frequency of callus induction (100%) and callus growth (5.37 ± 0.22 FW g/100 mL) were obtained on a nutrient medium MS with 1-phenyl-3-(1,2,3,-thiadiazol-5-yl)urea (TDZ, 10.0 µM) and 2-(1-naphthyl) acetic acid (NAA, 5.0 µM). The highest number of roots (8.1 ± 1.6) and maximum mean length of root (4.2 ± 0.5) and shoot (1.4 ± 0.2 cm) were observed on a rooting medium containing IBA (0.5 µM). The in vitro-developed M. herrerae plantlets were acclimatized in the greenhouse with 92% survival. Shoots containing a higher number of phytochemicals than callus cultures. Thirty-five compounds were found in shoot extract and twenty-six compounds in callus extract. Also, the total flavonoid content of shoot (0.96 mg RE/g extract) was higher than callus (0.41 mg RE/g extract). The shoot extracts displayed the best metal chelating and acetylcholinesterase inhibitory activities. The protocol developed for M. herrerae could be utilized for bioactive compounds production, ex situ conservation, and commercial clonal propagation of this rare ornamental cactus.

中文翻译：

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极度濒危的Mammillaria herrerae Werdermann 的微繁殖、植物化学和生物活性

摘要 本研究旨在为极度濒危的观赏仙人掌 Mammillaria herrerae Werdermaan 开发一种有效的体外微繁技术，并评估愈伤组织和芽培养物的植物化学特征、抗氧化和酶抑制活性。在含有 N6-糠基腺嘌呤 (6-KN, 2.5 µM) 和 3-吲哚丁酸 (IBA, 1.0 µM)。愈伤组织诱导 (100%) 和愈伤组织生长 (5.37 ± 0.22 FW g/100 mL) 的最大频率是在含有 1-苯基-3-(1,2,3,-噻二唑-5-基) 尿素 (TDZ, 10.0 µM) 和 2-(1-萘基) 乙酸 (NAA, 5.0 µM)。最高根数 (8.1 ± 1.6) 和最大平均根长 (4. 2 ± 0.5) 和芽 (1.4 ± 0.2 cm) 在含有 IBA (0.5 µM) 的生根培养基上观察到。体外培育的 M. herrerae 植株在温室中适应环境，存活率为 92%。比愈伤组织培养物含有更多植物化学物质的芽。在茎提取物中发现了 35 种化合物，在愈伤组织提取物中发现了 26 种化合物。此外，芽的总黄酮含量（0.96 mg RE/g 提取物）高于愈伤组织（0.41 mg RE/g 提取物）。枝条提取物显示出最好的金属螯合和乙酰胆碱酯酶抑制活性。为 M. herrerae 开发的协议可用于这种稀有观赏仙人掌的生物活性化合物生产、异地保护和商业克隆繁殖。体外培育的 M. herrerae 植株在温室中适应环境，存活率为 92%。比愈伤组织培养物含有更多植物化学物质的芽。在茎提取物中发现了 35 种化合物，在愈伤组织提取物中发现了 26 种化合物。此外，芽的总黄酮含量（0.96 mg RE/g 提取物）高于愈伤组织（0.41 mg RE/g 提取物）。枝条提取物显示出最好的金属螯合和乙酰胆碱酯酶抑制活性。为 M. herrerae 开发的协议可用于这种稀有观赏仙人掌的生物活性化合物生产、异地保护和商业克隆繁殖。体外培育的 M. herrerae 植株在温室中适应环境，存活率为 92%。比愈伤组织培养物含有更多植物化学物质的芽。在茎提取物中发现了 35 种化合物，在愈伤组织提取物中发现了 26 种化合物。此外，芽的总黄酮含量（0.96 mg RE/g 提取物）高于愈伤组织（0.41 mg RE/g 提取物）。枝条提取物显示出最好的金属螯合和乙酰胆碱酯酶抑制活性。为 M. herrerae 开发的协议可用于这种稀有观赏仙人掌的生物活性化合物生产、异地保护和商业克隆繁殖。在茎提取物中发现了 35 种化合物，在愈伤组织提取物中发现了 26 种化合物。此外，芽的总黄酮含量（0.96 mg RE/g 提取物）高于愈伤组织（0.41 mg RE/g 提取物）。枝条提取物显示出最好的金属螯合和乙酰胆碱酯酶抑制活性。为 M. herrerae 开发的协议可用于这种稀有观赏仙人掌的生物活性化合物生产、异地保护和商业克隆繁殖。在茎提取物中发现了 35 种化合物，在愈伤组织提取物中发现了 26 种化合物。此外，芽的总黄酮含量（0.96 mg RE/g 提取物）高于愈伤组织（0.41 mg RE/g 提取物）。枝条提取物显示出最好的金属螯合和乙酰胆碱酯酶抑制活性。为 M. herrerae 开发的协议可用于这种稀有观赏仙人掌的生物活性化合物生产、异地保护和商业克隆繁殖。