蔬菜育種作業(yè)

1、園藝科技學(xué)院園藝接本唐菲菲學(xué)號：0251100310黃瓜單倍體育種研究進展摘要：綜述了近幾年來黃瓜單倍體育種的最新研究進展。包括黃瓜單倍體獲得的途徑主要為輻射花粉培養(yǎng)、未授粉子房(胚珠)培養(yǎng)和花藥培養(yǎng)等單倍體培養(yǎng)時PGRs的種類及濃度以及單倍體培育的制約因素等分析了黃瓜單倍體試驗中存在的問題和今后發(fā)展的方向。關(guān)鍵詞：黃瓜單倍體輻射花粉未授粉子房PGRs培育抗逆性強、抗多種病害、適應(yīng)性廣、產(chǎn)量高且商品性好的黃瓜新品種是黃瓜育種工作的核心任

2、務(wù)。傳統(tǒng)的育種方法費時、費力且效率較低加之資源匱乏選育品質(zhì)好、產(chǎn)量高的新品種就變得更加困難。采用單倍體育種方法進行品種選育彌補了傳統(tǒng)育種的許多不足成為人們關(guān)注的焦點。單倍體育種是利用花藥培養(yǎng)等方法誘導(dǎo)產(chǎn)生單倍體并使其單一的染色體各自加倍成對成為有活力、能正常結(jié)實的純合體。它在遺傳上是穩(wěn)定的不再分離相當(dāng)于同質(zhì)結(jié)合的純系(而從雜交到獲得不分離的品系只需要兩個世代的時間)。由于單倍體植株的基因型表現(xiàn)型完全一致大大降低了誤選頻率而且以單倍體為誘

3、變材料突變隱性基因性狀就可表現(xiàn)出來獲得突變體的速度可大大加快從而縮短了育種年限并可快速產(chǎn)生純合的育種新材料(純系)為提高育種效率提供了可能還可作為遺傳轉(zhuǎn)化的優(yōu)良受體材料。1.單倍體的研究進展1.1單倍體的初始研究20世紀(jì)50年代末植物胚胎學(xué)家開始了未授粉胚珠培養(yǎng)的探索試圖闖出離體誘導(dǎo)單倍體的新途徑然而未能成功。20世紀(jì)60年代Tulecke離體培養(yǎng)未授粉的銀杏(Ginkgobiloba)雌配子體得到單倍體愈傷組織但沒有分化成植株。在被子

4、植物中Nishi和Mit2suok對水稻(yzasativa)未授粉子房培養(yǎng)產(chǎn)生了二倍體和四倍體植株但未獲得單體。20世紀(jì)70～80年代Uchimiya等從未傳粉的玉米(Zeamays)子房和茄子(Solanummelongena)的胚珠誘導(dǎo)出愈傷組織并觀察到其中有單倍體細(xì)胞的分裂表明雌配子體人工誘導(dǎo)單倍體植株是可能的。Jensen等進行未授粉棉花(Gossypnhiumhirsutum)胚珠培養(yǎng)誘導(dǎo)了極核融合和分裂但沒有進一步的結(jié)果。

5、SanNoeum首次利用大麥(Hdeumvulgane)未授粉子房培養(yǎng)出單倍體植株。隨后國內(nèi)用未授粉的小麥(Triticumsativum)及煙草(Nicotianatabacum)子房培育出單倍體植株以后的報道逐漸增多。1.2黃瓜單倍體國外研究進展黃瓜單倍體研究在國外較為成熟最多的是利用花藥培養(yǎng)的方法。Ashok等通過花藥培養(yǎng)方法獲得了單倍體植株探討了預(yù)處理、生長因子對黃瓜花藥培養(yǎng)的影響認(rèn)為4℃預(yù)處理2d的黃瓜花藥愈傷組織誘導(dǎo)率及胚胎

6、誘導(dǎo)率最高。Kunmar等對黃瓜花藥培養(yǎng)的碳源及氨基酸的研究表明花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)的最佳碳源為蔗糖濃度0.2molL1混合氨基酸(谷胱氨酸、甘氨酸、精氨酸、天冬氨酸半胱氨酸)在一定濃度范圍內(nèi)的效果比單一氨基酸的效果更好這說明黃瓜花藥培養(yǎng)需要較為充足的營養(yǎng)環(huán)境。Gemesne等對黃瓜離體雌核發(fā)育的最適時期及熱激處理進行了研究認(rèn)為開花前6h即較為成熟或者完全成熟的胚囊的子房為最適培養(yǎng)期且在誘導(dǎo)培養(yǎng)時35℃熱擊處理2～4d獲得的胚狀體誘導(dǎo)率(18.

7、4%)和植株再生率最高(7.1%)。MeghnaR.Malik等利用單倍體技術(shù)從無胚胎發(fā)花粉輻射及授粉：開花前1d上午8∶00左右采集選定材料的雄花將帶有部分花絲的花藥取下來裝入防水紙袋。進行100、200、300和400Gy劑量的輻射處理當(dāng)然不同基因型在具體試驗中需要進行輻射劑量的摸索。當(dāng)天下午用鋁片對開放前的雌花進行隔離。第2天早上7∶00～9∶00用輻射過的花粉進行授粉。授粉后的雌花用鋁片隔離至座果。胚狀體誘導(dǎo):授粉2～3個星期后

8、采收果實。用95%的乙醇對果實進行表面消毒然后將果實剖開分離種子接種到不添加任何激素的MS培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)。約10d后將肉眼可見綠胚的種子挑出來剝?nèi)【G胚并將其接種在MS附62BA0.2mgL21的培養(yǎng)基上生長。3單倍體育種中存在的問題及展望黃瓜單倍體誘導(dǎo)率一直很低并且重復(fù)性較差。國內(nèi)文獻檢索一般采用未授粉子房(胚珠)培養(yǎng)方法雖有成功但誘導(dǎo)率低且不能用于后期分析工作更無法在育種工作中發(fā)揮作用。國外大多采用小孢子培養(yǎng)手段具體方法無法得知。從

9、經(jīng)驗來看單倍體培育之所以如此艱難有3點原因:其一基因型差異較大較歐洲溫室型和華南型而言密刺型較易獲得分化植株其二培養(yǎng)基中外源調(diào)節(jié)劑的種類和彼此間的比例關(guān)系較難掌握比如說生長素和細(xì)胞分裂素等其三培養(yǎng)條件難以控制尤其是預(yù)培養(yǎng)的溫度控制。當(dāng)然還存在諸多的外界和內(nèi)在的因素制約著單倍體的誘導(dǎo)。單倍體育種在新品種培育方面、親本鑒定方面以及分子生物學(xué)研究方面意義重大但是單倍體育種工作道路艱難作為育種工作者還要繼續(xù)努力探索出誘導(dǎo)效率高且重復(fù)性較好的培養(yǎng)

10、基創(chuàng)造利于單倍體生長的優(yōu)越條件為單倍體育種的后續(xù)研究打下堅實的基礎(chǔ)。參考文獻：[1]韓毅科杜勝利王鳴等.黃瓜染色體加倍研究.天津農(nóng)業(yè)科學(xué)20028(2)；[2]譚素英黃秀強劉濟偉.提高西瓜四倍體誘導(dǎo)率的研究.華北農(nóng)業(yè)學(xué)報19938(4)；[3]柴興容童莉上欣.甜瓜四倍體育種及其生產(chǎn)利用研究.中國西瓜1998(2):[4]GemesneJAVenczelGPAltmanAetal.Haploidplantinduction2inZucch

11、ini(CucurbitapepoL.convar.giromontiinaDUCH)inCu2cumber(CucumissativusL.)linesthroughinvitrogynogenesis[J].Acta2Hticulturae1997；[5]杜勝利.黃瓜雌核發(fā)育及染色體倍性鑒定與加倍研究.天津:南開大學(xué)2008(2)；[6]杜勝利.利用生物技術(shù)創(chuàng)造黃瓜育種新材料方法研究.天津科技2001(2):[7]杜勝利韓毅科叢穎等