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1、园艺科技学院 园艺接本 唐菲菲 学号：0251100310 黄瓜单倍体育种研究进展 摘要：综述了近几年来黄瓜单倍体育种的最新研究进展。包括黄瓜单倍体获得的途径,主要为辐射花粉培养、未授粉子房(胚珠)培养和花药培养等;单倍体培养时PGRs的种类及浓度,以及单倍体培育的制约因素等;分析了黄瓜单倍体试验中存在的问题和今后发展的方向。 关键词：黄瓜;
2、单倍体;辐射花粉;未授粉子房;PGRs培育抗逆性强、抗多种病害、适应性广、产量高且商品性好的黄瓜新品种是黄瓜育种工作的核心任务。传统的育种方法费时、费力且效率较低;加之资源匮乏,选育品质好、产量高的新品种就变得更加困难。采用单倍体育种方法进行品种选育弥补了传统育种的许多不足,成为人们关注的焦点。单倍体育种是利用花药培养等方法诱导产生单倍体,并使其单一的染色体各自加倍成对,成为有活力、能正常结实的纯合体。它在遗传上是稳定的,不再分离,相当于同质结合的纯系(而从杂交到获得不分离的品系只需要两个世代的时
3、间)。由于单倍体植株的基因型表现型完全一致,大大降低了误选频率;而且以单倍体为诱变材料,突变隐性基因性状就可表现出来,获得突变体的速度可大大加快,从而缩短了育种年限;并可快速产生纯合的育种新材料(纯系),为提高育种效率提供了可能;还可作为遗传转化的优良受体材料。1.单倍体的研究进展1.1 单倍体的初始研究20世纪50年代末,植物胚胎学家开始了未授粉胚珠培养的探索,试图闯出离体诱导单倍体的新途径,然而未能成功。20世纪60年代,Tulecke离体培养未授粉的银杏(Ginkgobiloba)雌配子体,
4、得到单倍体愈伤组织,但没有分化成植株。在被子植物中,Nishi和Mit2suok对水稻(Oryzasativa)未授粉子房培养产生了二倍体和四倍体植株,但未获得单体。20世纪70～80年代,Uchimiya等从未传粉的玉米(Zeamays)子房和茄子(Solanummelongena)的胚珠诱导出愈伤组织,并观察到其中有单倍体细胞的分裂,表明雌配子体人工诱导单倍体植株是可能的。Jensen等进行未授粉棉花(Gossypnhiumhirsutum)胚珠培养诱导了极核融合和分裂,但没有进一步的结果。S
5、anNoeum首次利用大麦(Hordeumvulgane)未授粉子房培养出单倍体植株。随后国内用未授粉的小麦(Triticumsativum)及烟草(Nicotianatabacum)子房培育出单倍体植株,以后的报道逐渐增多。1.2 黄瓜单倍体国外研究进展黄瓜单倍体研究在国外较为成熟,最多的是利用花药培养的方法。Ashok等通过花药培养方法获得了单倍体植株,探讨了预处理、生长因子对黄瓜花药培养的影响,认为4℃预处理2d的黄瓜花药愈伤组织诱导率及胚胎诱导率最高。Kunmar等对黄瓜花药培养的碳源及氨
6、基酸的研究表明,花药诱导培养的最佳碳源为蔗糖,浓度0.2mol·L-1;混合氨基酸(谷胱氨酸、甘氨酸、精氨酸、天冬氨酸半胱氨酸)在一定浓度范围内的效果比单一氨基酸的效果更好,这说明黄瓜花药培养需要较为充足的营养环境。Gemesne等对黄瓜离体雌核发育的最适时期及热激处理进行了研究,认为开花前6h,即较为成熟或者完全成熟的胚囊的子房为最适培养期,且在诱导培养时35℃热击处理2～4d获得的胚状体诱导率(18.4%)和植株再生率最高(7.1%)。MeghnaR.Malik等利用单倍体技术从无胚胎发生的野
7、生油菜上分离得到胚胎发生系;AmalJJohnston等利用遗传减法策略研究了拟南芥雌配子体和大孢子之间的相互关系;还有很多学者利用单倍体技术进行植物抗病育种研究。1.3 黄瓜单倍体国内研究进展国内单倍体研究起步较早,经历了相当长的时间。但是到目前为止,单倍体的成功率还是较低。天津黄瓜研究所的杜胜利研究员[1,426]在这一领域成绩突出,已经利用单倍体技术育成多个新品系。西北农林科技大学硕士韩毅对黄瓜倍性鉴定及染色体加倍技术做了系统研究；西北农林科技大学硕士王晓云在黄瓜离体发育早期生理生化的研究方
8、面进行了深入探讨；随后山东农业大学园艺科学与工程学院、中国农业科学的谢冰等对西葫芦未受精胚珠离体培养条件的优化及胚囊植株的产生做了详细报道,他们建立了西葫芦离体雌核发育高频植株再生体系,以加速自交系选育,有效缩短西葫芦杂种一代育种周期；再有南京农业大学园艺学院作物遗传与种质创新国家重点实验室的雷春等对栽培黄瓜染色体倍性操作及相关基础研究做了相关报道。系统探讨授粉组合、雄花辐射时的发育时期和辐射剂量对黄瓜座果和单倍体胚生产的影响。2 单倍体获得的途径单倍体获得主要包括2种途径,即体内
