Оптимизация этапов технологии получения удвоенных гаплоидов кабачка (Cucurbita pepo L.) в культуре неопыленных семяпочек in vitro

Оптимизация этапов технологии получения удвоенных гаплоидов кабачка (Cucurbita pepo L.) в культуре неопыленных семяпочек in vitro

Автор: Ермолаев Алексей Станиславович, Домблидес Елена Алексеевна

Журнал: Овощи России @vegetables

Рубрика: Селекция, семеноводство и биотехнология растений

Статья в выпуске: 5 (67), 2022 года.

Бесплатный доступ

Актуальность. Для создания эффективной технологии получения удвоенных гаплоидов (DH-технологии) кабачка в культуре неопыленных семяпочек in vitro необходимо подобрать оптимальные значений многих факторов, степень влияния каждого из которых на гиногенез может существенно отличаться. Целью исследования являлась оптимизация отдельных этапов технологии. Методы. Для индукции эмбриогенеза использовали жидкую и агаризованную (7 г/л) среду IMC с различной концентрацией сахарозы (от 20 до 80 г/л) и различными регуляторами роста растений (2 мг/л 2,4 D; 0,2 мг/л ТДЗ; 0,8 мг/л 2,4 D и 1,2 мг/л НУК). Результаты. Оптимальным для изученных генотипов кабачка оказался предварительно заизолированный с вечера, сорванный утром раскрывшийся бутон. Стерилизация завязей кабачка краткосрочным обжиганием после обработки 96% спиртом, позволяет существенно сократить временные затраты на этот этап без потери эмбриогенного потенциала. Для индукции гиногенеза в культуре неопыленных семяпочек кабачка возможно использовать жидкую питательную среду IMC c сахарозой от 20 до 40 г/л. Использование питательной среды с 2 мг/л 2,4 D для большинства генотипов оказалось более эффективным и позволяло получить большее количество эмбриоидов, по сравнению с питательной средой содержащей 0,2 мг/л ТДЗ и со средой с 0,8 мг/л 2,4 D и 1,2 мг/л НУК. Образование эмбриоидов наблюдалось уже через 5 недель культивирования. Заключение. Нам удалось завершить полный цикл технологии получения удвоенных гаплоидов в культуре неопыленных семяпочек in vitro для 30 генотипов кабачка и получить DH-растения, которые являются ценным исходным материалом как для селекционеров, так и для генетических исследований. Оптимизация этапов технологии позволила достичь максимального результата для отдельных генотипов - 55 эмбриоидов на 100 культивируемых семяпочек.

Еще

Кабачок (cucurbita pepo l.), dh-растения, культура неопыленных семяпочек in vitro, гиногенез, гаплоид, imc (induction medium for cucurbitaceae)

Короткий адрес: https://sciup.org/140295701

IDR: 140295701   |   DOI: 10.18619/2072-9146-2022-5-5-14

Список литературы Оптимизация этапов технологии получения удвоенных гаплоидов кабачка (Cucurbita pepo L.) в культуре неопыленных семяпочек in vitro

  • Paris H.S., Lust T.A. Origin of the Zucchini Squash, Cucurbita Pepo Subsp. Pepo Zucchini Group. Acta Hortic. 2020;(1294):1-8. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2020.1294.1.
  • FAOSTAT. [Access: 22 May 2022]. Available from: https://www.fao.org.
  • Chambonnet D, Vaulx RDD. Obtention of Embryos and Plants from in Vitro Culture of Unfertilized Ovules of Cucurbita Pepo. Cucurbit Genet Coop. 1985;(8):66.
  • Dirks R. Patent Number: 5,492,827. 1996.
  • Kwack S.N., Fujieda K. Somatic Embryogenesis in Cultured Unfertilized Ovules of Cucurbita Moschata. Journal of the Japanese Society for Horticultural Science. 1988;57(1):34-42. https://doi.org/10.2503/jjshs.57.34.
  • Sun S., Zhai Q., Hu J., Chen J., Zhang P. Effects of Several Physiological Factors on Embryo Formation in Unpollinated Ovary Culture of Pumpkin. Plant Physiology Communications. 2009;45(10):977-80.
  • Min Z., Li H., Zou T., Tong L., Cheng J., Sun X. Studies of in Vitro Culture and Plant Regeneration of Unfertilized Ovary of Pumpkin. Chinese Bulletin of Botany. 2016;51(1):74.
  • Kurtar E.S., Balkaya A., Ozbakir Ozer M. Production of Callus Mediated Gynogenic Haploids in Winter Squash (Cucurbita maxima Duch.) and Pumpkin (Cucurbita moschata Duch.). Czech J Genet Plant Breed. 2018;54(1):9-16. https://doi.org/10.17221/30/2017-CJGPB.
  • Shmykova N., Domblides E., Vjurtts T., Domblides A.. Haploid Embryogenesis in Isolated Microspore Culture of Carrots (Daucus carota L.). Life. 2021;11(1):20. https://doi.org/10.3390/life11010020.
  • Rakha M.T., Metwally E.I., Moustafa S.A., Etman A.A., Dewir Y.H. Evaluation of Regenerated Strains from Six’Cucurbita’interspecific Hybrids Obtained through Anther and Ovule ’in Vitro’ cultures. Australian Journal of Crop Science. 2012;6(1):23-30.
  • Metwally E.I., Moustafa S.A., El-Sawy B.I., Haroun S.A., Shalaby T.A. Production of Haploid Plants from in Vitro Culture of Unpollinated Ovules of Cucurbita Pepo. Plant cell, tissue and organ culture. 1998;52(3):117-21.
  • Shalaby T.A. Factors Affecting Haploid Induction through in Vitro Gynogenesis in Summer Squash (Cucurbita pepo L.). Scientia Horticulturae. 2007;115(1):1-6. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2007.07.008.
  • Shmykova N.A., Khimich G.A., Korotseva I.B., Domblides E.A. Prospective of development of doubled haploid plants of Cucurbitaceae family. Vegetable crops of Russia. 2015;(3-4):28-31. (In Russ.) https://doi.org/10.18619/2072-9146-2015-3-4-28-31.
  • Domblides E, Shmykova N, Khimich G, Korotseva I, Kan L, Domblides A, et al. Production of Doubled Haploid Plants of Cucurbitaceae Family Crops through Unpollinated Ovule Culture in vitro. Acta Hortic. 2020;(1294):19-28. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2020.1294.4.
  • Masuda K., Kikuta Y., Okazawa Y. A Revision of the Medium for Somatic Embryogenesis in Carrot Suspension Culture. Journal of the Faculty of Agriculture, Hokkaido University. 1981;60(3):183-93.
  • Lichter R. Induction of Haploid Plants From Isolated Pollen of Brassica Napus. Zeitschrift für Pflanzenphysiologie. 1982;105(5):427-34. https://doi.org/10.1016/s0044-328x(82)80040-8.
  • Murashige T, Skoog F. A Revised Medium for Rapid Growth and Bio-Assays with Tobacco Tissue Cultures. Physiol Plant. 1962;15:437-97. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x.
  • Gémes-Juhász A., Balogh P., Ferenczy A., Kristóf Z. Effect of Optimal Stage of Female Gametophyte and Heat Treatment on in Vitro Gynogenesis Induction in Cucumber (Cucumis sativus L.). Plant Cell Reports. 2002;21(2):105-11. https://doi.org/10.1007/s00299-002-0482-8.
  • Domblides E.A., Shmykova N.A., Belov S.N., Korottseva I.B., Soldatenko A.V. DH-plant production in culture of unpollinated ovules of cucumber (Cucumis sativus L.). Vegetable crops of Russia. 2019;(6):3-9. (In Russ.) https://doi.org/10.18619/2072-9146-2019-6-3-9
  • Sari N., Solmaz I. Doubled Haploid Production in Watermelon. In: Segui-Simarro JM, editor. Doubled Haploid Technology: Volume 3: Emerging Tools, Cucurbits, Trees, Other Species. New York, NY: Springer US; 2021. p. 97-110 https://doi.org/10.1007/978-1-0716-1331-3_6.
  • Zou T., Su H.N., Wu Q., Sun X.W. Haploid Induction via Unfertilized Ovary Culture in Watermelon. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 2018;135(2):179-87. https://doi.org/10.1007/s11240-018-1454-1.
  • Kurtar E.S., Seymen M. Gynogenesis in Cucurbita Species. In: Segui-Simarro JM, editor. Doubled Haploid Technology: Volume 3: Emerging Tools, Cucurbits, Trees, Other Species. New York, NY: Springer US; 2021. p. 123-33 https://doi.org/10.1007/978-1-0716-1331-3_8.
  • Wakizuka T., Nakajima T. Development of Proembryo in Cultured Ovules of Petunia Hybrida Vilm. Japanese Journal of Breeding. 1975;25(3):161-7.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp