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西瓜属葫芦科作物,原产热带非洲。因此西瓜耐热性和耐旱性强,但耐冷性弱,而且缺乏耐冷种质资源。西瓜栽培的地域广泛,但季节性限制大。通过低温诱导结合体细胞无性系变异对西瓜进行以提高耐冷性为目标的遗传性状改良研究显得尤其重要。 前人的研究大多通过西瓜茎尖培养、原生质体培养、体细胞杂交、基因导入和诱导体细胞无性系变异等生物技术途径来改良西瓜现有的品种或创造新种质,而且在西瓜作物上生物技术的应用途径也在不断拓宽。但是西瓜体细胞无性系变异方面的研究还局限在直接再生获得无性系变异上。若能建立西瓜间接再生实验体系,西瓜体细胞无性系变异频率会大大提高,从中筛选有用变异的机会也会增加。已有研究表明离体的植物器官和植物体一样,在低温处理的情况下同样能够产生相应的反应,比如启动相关基因表达,诱导一些与冷害有关的热激蛋白出现,细胞内不饱和脂肪酸提高等一系列适应反应。 本研究建立了西瓜离体培养不定芽间接再生实验体系,并对离体诱导西瓜耐冷体细胞无性系变异进行了初步研究。总体上可分为三部分: 第一部分建立了西瓜间接再生实验体系。确定了西瓜愈伤组织诱导和不定芽分化的最佳培养基和最佳培养条件,解决了西瓜间接再生无法实现的问题,为诱导西瓜体细胞无性系变异、基因转化、细胞培养等方面的研究提供有用的参考数据,从而能够实现通过各种方式、多种途径对西瓜进行遗传改良的目的。我们比较黑暗和光照两种培养条件和各种不同激素组合的18种诱导愈伤培养基和12种不定芽分化培养基,结果表明黑暗条件下比较容易诱导出高质量的西瓜愈伤组织,MS+1.0 mg/L NAA+2.0 mg/L BA+1.0 mg/L KT培养基是诱导伊选类型愈伤组织的最佳培养基,而MS+1.0 mg/L NAA+0.5 mg/L BA+2.0 mg/L KT培养基最适合用来诱导京欣类型愈伤组织。两类西瓜愈伤组织均在MS+0.10 mg/L IAA+2.0 mg/L BA+2.0 mg/L KT培养基中达到最高不定芽分化频率。 第二部分进行了离体条件下诱导对西瓜耐冷性无性系变异的初步研究。通过离体培养过程中施加低温胁迫,观察、分析低温条件下的脱分化、分化情况,进而希望筛选出相对耐低温的西瓜体细胞无性系变异的再生植株。研究结果显示,无论是直接再生还是间接再生,5°C、12 d低温处理基本上过到半致死程度(直接再生频率利愈伤诱导频率均降到50%左右)处理条件。 最后本研究对筛选出的耐低温植株进行耐冷性评价,从分子水平上通过RT-PCR实验来对