不同果型西瓜单倍体诱导技术优化

Optimisation of haploid induction techniques in watermelon with different fruit types

摘要

西瓜未受精子房离体培养是诱导单倍体的有效方法，可缩短育种时间。为建立高效稳定的单倍体诱导体系，提高单倍体诱导率，以大果型品种雪龙1号、雪龙3号，中果型品种早蜜、红都2号和小果型品种小玉9号和黄小玉的6个杂交一代(2 n=2x=22)西瓜的未受精子房为试验材料，研究不同植物生长调节剂种类和质量浓度对西瓜单倍体诱导率的影响。结果表明，6个不同基因型品种在2 mg·L^-1 6-BA+1 mg·L^-1 NAA和2 mg·L^-1 6-BA+2 mg·L^-1 NAA的诱导培养基中均能诱导出胚状体，除黄小玉以外，均获得了单倍体再生植株；其中，红都2号的胚状体诱导率最高，达63.89%；其次是早蜜，诱导率为55.56%。

Abstract

Unfertilized ovary culture of watermelon is an effective method to induce haploids, which can shorten the breeding time. In order to establish an efficient and stable haploid induction system and improve the haploid induction rate, the unfertilized ovaries of six watermelon hybrids (2n=2x=22) of large-fruited variety Xuelong 1 and Xuelong 3, medium-fruited variety Zaomi, Hongdu 2, and small-fruited variety Xiaoyu 9, Huangxiaoyu were used as experimental materials. The effects of different plant growth regulators on the haploid induction rate of watermelon were studied. The results showed that six different genotypes of watermelon were induced in the induction medium 2 mg·L^-1 6-BA+1 mg·L^-1 NAA, 2 mg·L^-1 6-BA+2 mg·L^-1 NAA, and haploid regeneration plants were obtained except for Huangxiaoyu. Among them, Hongdu 2 had the highest induction rate of 63.89%, followed by Zaomi with an induction rate of 55.56%.

关键词

西瓜 / 植物生长调节剂 / 单倍体诱导

Key words

Watermelon / Plant growth regulator / Haploid induction

参考文献

[1] SARI N, ABAK K, PITRAT M, et al. Induction of parthenogenetic haploid embryos after pollination by irradiated pollen in watermelon[J]. Hortscience, 1994, 29(10): 1189-1190.

[2] BAKTEMUR G, KELES D, KARA E, et al. Effects of genotype and nutrient medium on obtaining haploid plants through ovary culture in cucumber[J]. Molecular Biology Reports, 2022, 49(6): 5451-5458.

[3] SORNTIP A, POOLSAWAT O, KATIVAT C, et al. Gynogenesis and doubled haploid production from unpollinated ovary culture of cucumber (Cucumis sativus L.) [J]. Canadian Journal of Plant Science, 2018, 98(2): 353-361.

[4] 张蕾琛, 孙楠, 王迎儿, 等. 南瓜未授粉子房和胚珠离体培养影响因素[J]. 浙江农业科学, 2019, 60(9): 1556-1560.

[5] 闵子扬, 李涵, 邹甜, 等. 南瓜未授粉子房离体培养及植株再生[J]. 植物学报, 2016, 51(1): 74-80.

[6] 陈伟, 王清华, 高莉敏, 等. 不同基因型和预处理方式对大葱离体雌核发育诱导单倍体的影响[J]. 山东农业科学, 2020, 52(4): 23-26.

[7] 李威亚, 潘美红, 惠林冲, 等. 洋葱离体雌核诱导与单倍体愈伤再生体系建立的研究[J]. 江西农业学报, 2023, 35(7): 68-74.

[8] 闵子扬, 邹甜, 阮万辉, 等. 西瓜离体雌核发育诱导单倍体植株再生[J]. 分子植物育种, 2019, 17(13): 4404-4409.

[9] ZOU T, SU H N, WU Q, et al. Haploid induction via unfertilized ovary culture in watermelon[J]. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 2018, 135(2): 179-187.

[10] 龚思, 梁少华, 严静怡, 等. 西瓜未受精子房离体培养技术[J]. 中国瓜菜, 2019, 32(5): 17-21.

[11] 李玲, 闵子扬, 童龙, 等. 西瓜未授粉子房的离体培养[J]. 中国瓜菜, 2014, 27(6): 6-10.

[12] 李迎迎. 西瓜未授粉子房离体培养技术的研究[D]. 郑州: 河南农业大学, 2017.

[13] 荣文娟, 刘君璞, 朱迎春, 等. 西瓜未受精胚珠离体培养若干影响因素的研究[J]. 中国瓜菜, 2015, 28(3): 9-13.

[14] 周霞. 黄瓜未授粉子房离体培养诱导单倍体的研究[D]. 南京: 南京农业大学, 2020.

[15] 周霞, 张璐, 周俊国, 等. 黄瓜未授粉子房离体培养获得胚囊再生植株[J]. 园艺学报, 2020, 47(3): 455-466.

[16] 陈小鹏, 刘栓桃, 孙小镭, 等. 黄瓜未授粉子房的胚状体诱导研究初报[J]. 西北农业学报, 2005, 14(2): 148-151.

[17] DIAO W P, JIA Y Y, SONG H, et al. Efficient embryo induction in cucumber ovary culture and homozygous identification of the regenerants using SSR markers[J]. Scientia Horticulturae, 2009, 119(3): 246-251.

[18] 武习习. 南瓜未受精胚珠液体培养技术探究[D]. 陕西杨凌: 西北农林科技大学, 2018.

[19] 谢冰. 西葫芦的离体雌核发育及植株再生[D]. 山东泰安: 山东农业大学, 2005.

[20] 徐静. 西葫芦雌核离体高效培养体系的建立[D]. 乌鲁木齐: 新疆农业大学, 2007.

[21] 李伟. 西葫芦未受精子房离体培养成胚条件优化与成苗技术研究[D]. 陕西杨凌: 西北农林科技大学, 2012.

[22] 刘栓桃, 赵智中, 孙小镭, 等. 西葫芦未受精胚珠离体诱导植株再生的关键因素[J]. 华北农学报, 2008, 23(2): 96-100.

[23] 孙守如, 章鹏, 胡建斌, 等. 南瓜未受精胚珠的离体培养及植株再生[J]. 植物学报, 2013, 48(1): 79-86.

基金资助

国家重点研发计划项目(2020YFD1000300)

国家西甜瓜产业技术体系(CARS-25)

湖南省教育厅科研项目(19B271)