葫芦科蔬菜未受精子房离体培养探究进展

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1、葫芦科蔬菜未受精子房离体培养探究进展摘要：阐述了葫芦科作物未受精子房离体培养的影响因素及再生植株的倍性鉴定和染色体加倍的方法，提出了未受精子房离体培养存在和需要解决的问题，从理论和实际意义上说明葫芦科蔬菜未受精子房离体培养的发展前景。关键词：葫芦科蔬菜；未受精子房；离体培养；单倍体;影响因素；倍性鉴定中图分类号:S336文献标识码：A文章编号:1001-3547(2013)10-0007-04葫芦科作物包括黄瓜、南瓜、西瓜、西葫芦等常见的蔬菜和瓜果，是世界上重要的食用植物科之一，其重要性仅次于禾本科、豆科

2、和茄科作物。长期以来，西瓜常规育种周期长、工作量大、遗传性状不稳定等因素在很大程度上限制了西瓜的育种进程。单倍体经自然或者人工加倍可得到纯合二倍体，这对异花授粉作物和杂交后代来说意义非常重大。一方面，单倍体育种大大缩短了二倍体的纯合时间，从而减少了育种年限；另一方面还能克服远缘杂交不亲和，提高诱变育种效率以及合成育种新材料。但是，葫芦科作物自发产生单倍体的频率极低，不能满足育种工作的需要，所以研究者尝试通过雄核和雌核离体培养两个途径来诱导单倍体。目前葫芦科作物通过雄核离体培养生产单倍体难度较大，采用雌核离

3、体培养（未授粉的胚珠或子房）来获得单倍体植株，是在较短时间内获得高度纯合二倍体快速且有效的方法。到目前为止，通过未授粉子房或胚珠离体培养在葫芦科的黄瓜、甜瓜、南瓜、苦瓜、西葫芦上已成功获得了单倍体植株，这对于葫芦科作物的育种有着十分重要的意义［1］。1未受精子房离体培养的国内外研究进展未受精子房离体培养的目的就是为了得到单倍体植株，自1921年意大利植物学家Blakesly在自然界中发现曼陀罗的单倍体植株以来，许多研究者都想利用单倍体加倍获得纯系，从而达到迅速稳定杂种的目的。未授粉子房的离体培养是获得单倍

4、体植株的有效途径之一。20世纪50年代末就开始有人离体培养未授粉的子房，并试图通过此途径诱导单倍体，但是都没有成功。直到1976年，SanNoeum［2］首次报道在小麦未受精子房离体培养试验中获得单倍体植株。此后，国外的育种工作者一直在研究单倍体育种并试图完善其途径，已经在许多植物种类上成功得到单倍体并应用于新品种的培育。国内从20世纪70年代才开始进行这方面的工作,直到80年代，我国的雌核离体培养研究出现了第一个高峰,并在水稻、小麦、大麦、玉米、烟草等作物上，获得了单倍体及自然加倍的双单倍体植株。在葫芦

5、科上，杜胜利［3］成功地在黄瓜未受精子房的离体培养研究上得到了单倍体植株，并已将研究应用到黄瓜的新品种选育上。Gemesne等［4］利用未授粉子房离体培养成功获得了单倍体植株。Ficcadenti等［5］运用与Gemesne等相似的培养方法在甜瓜未受精子房离体培养中也获得了单倍体植株。2009年，葛志东［6］在西葫芦未受精子房的培养中也同样得到了再生单倍体植株。迄今为止，虽然未受精子房的离体培养在一些植物中已获得单倍体植株，但仍然有多种作物没有突破，这一途径也存在着许多问题，为了更好地将相关的研究成果应用

6、到育种工作中，应进行进一步深入研究。2影响西瓜未受精子房离体培养的主要因素葫芦科未授粉子房离体培养诱导单倍体的影响因素很多，主要有供体植株的基因型、胚囊的发育时期、供体的生长季节、外植体的预处理和预培养、培养基及激素的添加和培养条件等。2.1基因型供体植株的基因型是影响未受精子房胚胎发生的重要因素之一已被广泛证实，有些植株的子房只对特定的培养基有反应［7］。杜胜利［3］以生长在同一春大棚中的津春3号和津杂2号黄瓜品种为试材，同期取未受精子房在培养基上进行离体培养，发现津春3号的胚芽和愈伤诱导率均高于津杂2

7、号。同样裴晓利等［8］将9种不同基因型黄瓜的子房切片接种到诱导培养基上，得出各材料单倍体诱导率变化幅度为65.52%〜93.33%O这可能因不同材料的未受精子房对离体培养的敏感度不同，因此，选择合适的基因型是植物未授粉子房离体培养成功的关键。2.2胚囊发育时期胚囊发育时期对胚状体的诱导至关重要。许多研究表明，处于成熟胚囊期即开花当天的未受精子房，其胚状体诱导率、成苗率均最高［9,10］o这可能是花器内源激素的水平在开花当日达到较高水平的缘故。但在黄瓜试验中发现，开花前1〜4d的子房均可诱导获得胚芽，但以开

8、花前2〜3d的子房胚芽诱导率最高［11,12］；同样，葛志东［6］和孙守如等［13］发现，开花前1d的西葫芦子房和胚珠已成熟或接近成熟，易于被诱导。故不能仅凭开花时间来判断胚囊发育时期，因为胚囊发育会因植株生长状况及采花时期不同而不同，开花天数相同胚囊发育时期也不尽相同。2.3供体的生长季节供体材料的生长季节对胚状体的诱导有一定的影响，不同播期的材料其胚状体发生频率差异极显著。盛慧［14］的试验表明，秋季生长的黄瓜材料诱导率要