葫芦科蔬菜游离小孢子培养探究进展

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1、葫芦科蔬菜游离小胞子培养探究进展摘要：综述了葫芦科蔬菜在游离小砲子培养过程中基因型、供试植株的生长状况、小胞子发育时期、培养基以及游离小胞子的培养技术对小胞子胚胎发生的影响，并针对葫芦科蔬菜游离小胞子培养中存在的一些问题提出了今后的研究方向。关键词：葫芦科蔬菜；小砲子培养；影响因素葫芦科(Cucurbitaceae)植物包括118个属共825个种，广泛分布于亚热带和热带地区。中国分布约有29个属,142个种，其中大部分是人们喜爱的瓜类蔬菜作物如西瓜(Citrulluslanatus)、黄瓜(Cucumissativus.L.

2、)、苦瓜(MomordicacharantiaL)、南瓜(CucurbitapepoL.)等。葫芦科是世界上最重要的食用植物科之一，仅次于禾本科、豆科和茄科，在人们生活中具有重要的作用［1］。葫芦科植物在常规育种过程中存在育种年限长、难度大、遗传性状不稳定等情况，严重制约了葫芦科植物在生产上的进一步利用。近年来，游离小鞄子培养技术的不断成熟,为这一问题的解决带来了曙光。游离小匏子技术研究于20世纪70年代初开始，1982年在芸薑属作物上首次获得成功［2］。小胞子是直接从花药或花蕾中游离出来的天然分散的细胞，具有单倍体和单细胞

3、的特性。游离小鞄子培养是指直接培养植物小胞子，诱导小胞子胚胎发生和植株再生，经染色体加倍后直接获得遗传上纯合的双单倍体株系（DH）,从而大大简化常规育种中自交纯合程序，缩短育种年限，加速蔬菜新品种选育。近年来，游离小砲子培养已经在大白菜、胡萝卜、青花菜、辣椒、茄子、小麦、大麦等作物上获得了再生的单倍体植株，但是在葫芦科植物上的研究还相对较少，仅在黄瓜［3］和西瓜［4］上获得了胚状体或再生植株。为了总结前人在葫芦科蔬菜小砲子培养上的研究成果，为以后的相关研究提供指导，对葫芦科蔬菜小胞子培养的影响因素进行了综述。1供体植株对小胞

4、子胚胎发生的影响供体植株对小鞄子胚胎发生的影响主要体现在植株的基因型、植株生长状况和生长环境、小鞄子发育时期等方面。1.1基因型基因型对小胞子培养中胚状体的发生具有决定性作用，不同基因型材料在相同的培养条件下成胚率有很大差异。詹艳等［3］对10份黄瓜的供试材料进行研究发现，只有4份试材获得了胚状体，其中成胚率最高的是"7447”，为每皿31.2个，最低的是“康德”,为每皿1.5个。剩余的6份材料中有些游离小胞子出现膨大，有些已启动分裂，但均未能继续分裂形成胚状体。李娟等［4］在西瓜上的试验发现，野生种和栽培种的成胚率有显著差

5、别，前者要高于后者。纟侯艳霞［5］和董艳荣［6］分别在西瓜和甜瓜花药培养试验中得出F1代植株的愈伤组织诱导率明显大于亲本，表现杂种优势，说明小胞子的基因型至少是决定培养能力的因素。1.2植株的生长状况和环境供体植株的生长状况和生长环境对小砲子的胚胎发生也有重要影响。有研究表明，如果在小砲子的形成过程中遇到连续的阴雨天气或者是严重的光照不足，小鞄子的活力就会严重降低以至于影响小胞子的成胚率。张凤兰等［7］利用人工气候室研究了光照和温度对小砲子胚胎发生的影响，结果表明，光照时数为14h、温度为2CTC时最利于小胞子胚胎的发生，产

6、胚量最高。曹鸣庆等［8］报道生长在日照14〜16h、温度15〜2(TC条件下的植株在小胞子培养的过程中成胚率最高。供体植株的栽培季节对获得较高活力的小胞子也非常重要，谢淼等［9］利用取自不同季节的黄瓜花药进行小胞子培养，结果发现由于季节的不同，所接种黄瓜花药的诱导率不同，秋季的诱导率低于春季。另外，供体植株的营养状况也是影响小胞子胚胎发生的重要因素，供体植株栽培密度过大则小鞄子的成胚率降低［10］O1.3小砲子的发育时期小胞子的发育时期是影响小砲子培养效果的重要因素［11］。花粉小胞子发育可分为四分体时期、单核期、双核期和三

7、核期，单核期又可细分为单核早期、单核中期和单核晚期。因细胞具有全能性，理论上所有时期的小胞子都能发育成为一个完整的植株，但是实际上只有那些处于特定时期的小鞄子才能在离体条件下从配子体发育途径经诱导转变为砲子体发育途径，最终形成胚状体。詹艳［12］探究了3份黄瓜材料不同小胞子发育时期对小砲子成胚率的影响，结果表明，只有单核靠边期的小砲子才能诱导成胚。董艳荣［6］关于甜瓜的研究表明，花药培养的最佳时期是单核靠边期到双核期，李娟［4］在西瓜中也有类似报道。目前的研究结果表明，小砲子处于单核靠边期时诱导成胚率都是最高的。小砲子的发育

8、阶段跟花蕾的外部形态有密切关系，通过对花蕾外部形态如长度、颜色的观察可以大致确定小砲子所处的发育阶段。葫芦科不同植物小胞子培养的最适花蕾长度见表1,但是Turlingn［13］在进行油菜花药培养时曾指出,虽然花蕾大小是判断小砲子发育阶段的可靠指标，但它也随着供体植株的基因型、生长条件、发育