黄瓜双单倍体诱导技术的优化及应用研究

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黄瓜(Cucumis sativus L.,2n=14)系葫芦科(Cucurbitaceae)甜瓜属作物,是世界性蔬菜,具有重要的经济价值。黄瓜为异花授粉作物,杂种优势强,在生产上多使用杂交一代品种。由于自交纯化亲本周期长且工作量大,严重制约黄瓜一代杂种的选育进程。通过单倍体培养技术可在1~2年获得基因型纯合的双单倍体(DH),极大程度缩短育种年限。未授粉子房离体培养是获得黄瓜双单倍体的有效手段之一,但是较系统、全面的研究并不多。为优化黄瓜未授粉子房培养高频胚诱导体系,本文以不同黄瓜基因型为试材,对影响未授粉子房培养胚发生和植株再生的因素进行研究。所得再生植株利用流式细胞仪进行倍性鉴定。用SSR标记检验愈伤和胚状体再生DH植株的频率。为探究再生植株继代培养方法,观察不同添加物对植株生长的影响情况。对再生植株驯化移栽技术和农艺性状进行研究。用SSR标记检定双单倍体植株自交后代群体一致性。本研究主要结果如下:1.黄瓜未授粉子房离体培养再生植株体系研究以黄瓜未授粉子房为外植体,探究供体材料基因型、播种季节、栽培方式、取材时期、子房发育时期、培养基附加不同浓度TDZ、不同梯度热激温度和不同梯度热激时间对子房培养的影响。在相同条件下,诱导出胚的9份基因型中有6份成功诱导出了再生植株,表明基因型是影响子房培养的主要因素。子房发育时期对子房培养的影响是显著的。在处理11(秋季播种,定植于塑料大棚,盛花期取样,开花前1 d未授粉子房,接种于MS+0.08 mg·L-1TDZ的培养基,35℃热激暗处理2 d)中,供试的4份材料获得再生植株。2.黄瓜子房再生植株的鉴定与继代再生植株的鉴定包括倍性鉴定和同质性检验。再生植株经过形态学观察和流式细胞仪鉴定分别为单倍体、二倍体、三倍体和嵌合体。在黄瓜未授粉子房培养中观察到胚状体和愈伤再生植株的过程。经SSR标记检验,胚状体再生DH植株的频率较高(100%)。在MS培养基中添加0.9 mg·L-1GA能有效打破再生植株‘花打顶’现象。在MS+0.2 mg·L-16-BA+0.02 mg·L-1NAA的基本培养中添加不同浓度的蔗糖和矮壮素对黄瓜再生植株进行保存,添加蔗糖和矮壮素均能有效抑制植株的生长,并以添加200 mg·L-1矮壮素保存的效果较最好,成活率可达97.78%,黄化率低至15.56%。3.再生植株的驯化移栽与性状观察黄瓜再生植株在1/2 MS+0.02 mg·L-1NAA培养基中生根快且长势强。用罐头瓶倒扣移栽苗进行保湿并隔天喷施营养液驯化的植株新叶生长旺盛,成活率可达98.33%。2649胚状体再生双单倍体植株群体的性状表现差异明显,雌花率变异幅度最大(33%~92%)。自交留种后,下一代群体用特异性引物SSR21563和CS24检验为纯合的DH系。
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