葫芦科作物未受精子房与胚珠离体培养研究进展.docVIP

葫芦科作物未受精子房与胚珠离体培养研究进展 　　摘要：综述了影响葫芦科作物未受精子房和胚珠离体培养的因素，总结了培养获得植株的倍性鉴定和再生二倍体植株的纯合性鉴定方法，同时对单倍体植株的加倍方法进行简要概述，并提出葫芦科作物未受精子房和胚珠离体培养中存在的问题，为下步工作研究提供参考。 　　关键词：单倍体；加倍方法；葫芦科；未受精子房；胚珠；离体培养；倍性鉴定；纯合性鉴定 　　中图分类号：S336；S642.03 文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）02-0004-03 　　收稿日期：2014-04-09 　　基金项目：国家西甜瓜产业技术体系项目（编号：CARS-26-14）。 　　作者简介：荣文娟（1990―），女，河南周口人，硕士研究生，主要从事西瓜遗传育种研究。E-mail：rong90921@163.com。 　　通信作者：刘君璞，男，研究员，硕士生导师，主要从事西瓜遗传育种及栽培技术研究。E-mail：liujunpu@。葫芦科作物包括多种瓜类蔬菜，广为人们喜爱且具有巨大的经济价值。西瓜、甜瓜（Cucumis melo）、黄瓜（C. sativus）、南瓜（C. moschata）等作物栽培面积逐年增大，但连作障碍和土传病害等影响了它们的产量和品质。而葫芦科作物遗传背景狭窄，常规育种周期长，不易获得目标性状，已很难满足育种要求。单倍体育种可以快速直接地筛选目标性状，拓宽种质资源，从而成为加快育种进程获得新品种的一种高效方法。植物离体雄核和雌核发育可以获得单倍体，但对葫芦科作物而言，通过花药和小孢子培养（雄核发育）获得单倍体的效率很低，诱导未受精的子房和胚珠（雌核发育）是目前流行的方法[1]。1921年，Blakesly首次在曼陀罗中发现了单倍体植株，此后单倍体就成为研究热点。葫芦科家族通过未受精子房和胚珠离体培养获得单倍体的研究也取得了很大进展（表1）[2-11]。目前，黄瓜的未受精子房培养已经建立了一套再生体系，单倍体培养获得的材料已经和育种实践相结合，并获得了20多个优良的育种材料[12-13]，但诱导频率却较低（20%）[14]。裴晓利通过离体诱导黄瓜雌核发育获得单倍体并构建了其DH群体的SSR标记图谱构建[15]；2013年孙守如等通过未受精胚珠培养使胚状体诱导率达到了31.1%，并对其胚胎发育途径进行了观察[11]。植物的离体雌核发育有愈伤组织和胚状体2条途径，陈学军等通过愈伤组织途径获得西葫芦再生植株[4]，谢冰等通过诱导胚状体途径产生再生植株[10，16]。周林等近年来对西瓜未受精子房或胚珠离体培养进行了初步研究，但是均未成功获得再生植株[17-18]。王建设等研究西瓜未授粉子房离体培养得到了单倍体植株并公开发明了其使用的专用培养基[19]。葫芦科作物未受精子房和胚珠离体培养获得的单倍体已经应用于实践，创造了生产价值，但是培养体中的影响因子众多，每个作物的培养体系还需要探索优化，提高诱导效率。 　　表1葫芦科作物未受精子房或胚珠离体培养的研究结果 　　作物外植体结果参考文献西葫芦子房愈伤组织[20]胚珠胚囊再生植株[5，10]子房单倍体[21-22]胚珠单倍体[4]胚珠单倍体，二倍体[23-24]子房异倍体，二倍体，混倍体[25]南瓜子房或胚珠胚状体[26]胚珠再生植株[11]黄瓜子房胚状体[21]子房再生植株[13，27]子房和胚珠单倍体，双单倍体[8]子房单倍体，双单倍体，混倍体[28]子房二倍体，单倍体，其他倍性[29]甜瓜子房再生植株[30]子房单倍体，二倍体，混倍体[7]西瓜子房单倍体[19，31] 　　1葫芦科未受精子房和胚珠离体培养的主要影响因素 　　葫芦科作物未受精子房或胚珠离体培养受供体植株的基因型、生长季节和胚囊发育状态、培养基、预处理方式、培养条件等因素影响。 　　1.1植株的基因型 　　植株基因型在培养过程中的差异已经在很多种作物中得到证实，不同基因型对作物产生的影响因作物不同而有差异[1，32]。Caglar等对27种不同的黄瓜母本进行了研究，结果证明，不同的基因型在辐射花粉诱导孤雌生殖产生单倍体的诱导率没有很大差异[33]。此后，Faris等用8种不同基因型的黄瓜进行试验，证明同一辐射剂量下的单倍体发生频率同基因型没有关系[34]。谢冰等研究西葫芦未受精胚珠离体培养结果表明，基因型较接种的胚胎发育时期和培养基组成对胚状体诱导率的影响较小[10]。裴晓利等研究了9种黄瓜子房切片对诱导培养基的反应，诱导率变化范围为65.52%～9333%[15]。同一品种的不同外植体需要的培养基也不一样，Shalaby等发现南瓜的子房和花药在同一培养基中的培养效果完全不一样[23]。在未受精子房和胚珠培养技术体系中，基因型的反应因不同的培养技术而不