甜瓜離體培養(yǎng)再生體系研究進展

李換桃 馮曉斌

（晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西晉中 030600）

甜瓜離體培養(yǎng)再生體系研究進展

李換桃 馮曉斌

（晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西晉中 030600）

本文綜述了甜瓜離體再生途徑，研究了基因型、外植體、培養(yǎng)基及植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)等因素對甜瓜離體再生培養(yǎng)的影響，對研究中存在的問題進行了探討，并對甜瓜離體培養(yǎng)再生的應(yīng)用發(fā)展前景進行了展望，旨在為甜瓜離體培養(yǎng)再生體系的研究提供理論依據(jù)。

甜瓜；離體培養(yǎng)；影響因素；應(yīng)用前景

甜瓜（Cucumis meloL.）營養(yǎng)豐富，香甜可口，深受人們喜愛，是世界上普遍栽培的重要水果之一。隨著人們生活水平的提高和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的要求越來越高，培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)甜瓜已成為甜瓜育種研究的重要課題。離體培養(yǎng)技術(shù)為植物品種改良、遺傳轉(zhuǎn)化和種質(zhì)保存提供了一條快速有效的途徑。目前甜瓜離體培養(yǎng)再生體系研究已經(jīng)取得了很大進展[1-3]。本文就甜瓜離體培養(yǎng)再生途徑、影響因素及存在的問題和未來發(fā)展前景進行了綜述，旨在為甜瓜離體培養(yǎng)再生體系的研究提供一定的理論指導(dǎo)依據(jù)。

1 離體培養(yǎng)途徑

甜瓜組織培養(yǎng)技術(shù)經(jīng)過近20年的研究已經(jīng)取得了巨大進展，目前可以通過子葉、真葉、下胚軸和根等外植體獲得再生植株，為離體培養(yǎng)和進行快速繁殖優(yōu)良品種奠定了基礎(chǔ)。花藥離體培養(yǎng)獲得再生植株的研究也在不斷進行，但進展稍緩慢，這些研究為多倍體甜瓜的獲得提供了基礎(chǔ)。

1.1 體細(xì)胞胚胎的發(fā)生途徑

體細(xì)胞胚胎發(fā)生途徑是通過胚狀體誘導(dǎo)形成再生植株。與不定芽再生相比，其再生植株具有數(shù)量多、速度快和植株完整等優(yōu)點，因此研究者多采用體細(xì)胞胚胎發(fā)生途徑獲得再生植株[4-7]。徐方秀等[8]在甜瓜子葉體細(xì)胞胚胎發(fā)生及其細(xì)胞學(xué)觀察的研究中，將4～7d苗齡的無菌苗子葉塊接種在附加一定濃度2,4-D、6-BA的MS培養(yǎng)基中，胚狀體誘導(dǎo)率達(dá)到100%。Nakagawa[9]以甜瓜子葉為外植體，建立了誘導(dǎo)體細(xì)胞胚胎發(fā)生的技術(shù)體系。但是甜瓜體細(xì)胞再生過程中仍然存在一些問題，如胚狀體畸形現(xiàn)象，提前萌發(fā)現(xiàn)象[10]和染色體數(shù)目變異等[11]。

1.2 單倍體及原生質(zhì)體培養(yǎng)

在甜瓜上利用單倍體培養(yǎng)誘導(dǎo)再生植株的研究較少，且進展緩慢[12]。Gemesne等[13]利用甜瓜子房進行培養(yǎng)，成功得到了單倍體植株。Ficcadenti等[14]通過單倍體培養(yǎng)也成功獲得了甜瓜單倍體植株，胚誘導(dǎo)率為36.4%，單倍體植株誘導(dǎo)率為15.4%。陶正南[15]利用甜瓜花藥進行培養(yǎng)，得到了完整再生植株，但未對再生植株進行倍性鑒定。

2 離體培養(yǎng)影響因素

甜瓜主要通過器官和體細(xì)胞胚兩條途徑研究和建立再生系統(tǒng)，但再生植株的頻率、發(fā)育狀況以及染色體倍性水平依賴于培養(yǎng)基的激素組成、外植體來源和供試材料的基因型。且不同品種再生體系存在差異，現(xiàn)就影響甜瓜離體培養(yǎng)的因素從以下方面進行了分析。

2.1 基因型

不同基因型的甜瓜品種離體再生能力差別很大，外植體的基因型是離體培養(yǎng)再生植株成功的關(guān)鍵。潘俊松等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在甜瓜子葉節(jié)離體培養(yǎng)中，八個不同基因型甜瓜的再生能力差別較大，這與Galperin等的研究一致[17]。于喜艷等[18]在對甜瓜子葉組織培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)薄皮甜瓜子葉離體再生能力比厚皮甜瓜的強。

2.2 外植體

外植體的種類、生長狀況、生理年齡和生長部位對甜瓜的離體再生培養(yǎng)都有一定的影響[19]。目前選用甜瓜的子葉、真葉、下胚軸、根等作為外植體進行離體培養(yǎng)的研究均有報道，王福蘭等[22]利用甜瓜“GT-1”的真葉成功誘導(dǎo)出了不定芽，但利用甜瓜子葉進行離體培養(yǎng)研究較多。葛屹松等[20]在新疆甜瓜組培體系的優(yōu)化及抗病轉(zhuǎn)基因研究中發(fā)現(xiàn)，3d苗齡無菌苗子葉的不定芽誘導(dǎo)頻率最高。夏海武等[21]則認(rèn)為5d苗齡的無菌苗子葉不定芽誘導(dǎo)效果最佳。張競秋等[23]和李曉榮等[24]研究認(rèn)為，甜瓜子葉近軸部位的不定芽發(fā)生率顯著高于遠(yuǎn)軸端。孫天國等[25]研究發(fā)現(xiàn)，對甜瓜品種“懶瓜王”的子葉外植體進行橫、縱切后的培養(yǎng)效果不同。

2.3 培養(yǎng)基

培養(yǎng)基的選擇對甜瓜的離體培養(yǎng)起著關(guān)鍵作用，由于外植體種類和分化的條件存在差異，甜瓜的離體培養(yǎng)所選用的培養(yǎng)基也不盡相同，多采用MS培養(yǎng)基。馬國斌等[26]在改良的MS培養(yǎng)基上誘導(dǎo)不定芽的效果較好。鄧向東等[27]在LS培養(yǎng)基上誘導(dǎo)哈密瓜不定芽效果較好。于喜艷[18]等在研究甜瓜子葉離體培養(yǎng)時，選用改良的MiIIer培養(yǎng)基獲得了較高的不定芽誘導(dǎo)率。

2.4 植株生長調(diào)節(jié)劑

植物生長調(diào)節(jié)劑對離體再生培養(yǎng)具有重要的作用，在甜瓜的離體再生培養(yǎng)中，添加不同種類及不同濃度配比的生長調(diào)節(jié)劑，其再生效果差異較大。于喜艷等[18]研究發(fā)現(xiàn)，伊麗莎白子葉誘導(dǎo)的適宜培養(yǎng)基為MS+6-BA 2.0mg/L+IAA 0.2mg/L。而夏海武等[22]在對“彌河銀瓜”高效植株再生體系的研究中發(fā)現(xiàn)，較低濃度的IBA與一定濃度的6-BA配比對甜瓜不定芽誘導(dǎo)效果較好。黃海良等[28]在對雜種甜瓜組培快繁技術(shù)的研究中認(rèn)為，適合誘導(dǎo)翠蜜甜瓜不定芽分化的6-BA和NAA濃度范圍分別為0～1.0mg/L和0～1.0mg/L，在1/2MS+IAA0.2mg/L培養(yǎng)基上生根效果最好，生根率為100%。

3 問題與展望

隨著科技和生物技術(shù)的發(fā)展，甜瓜離體培養(yǎng)技術(shù)越來越廣泛的用于植物品質(zhì)改良和新品種的選育。甜瓜的離體培養(yǎng)技術(shù)研究已取得了很大進展[19]，甜瓜的離體培養(yǎng)再生體系不斷得到優(yōu)化，但是也存在一定的問題。如不同甜瓜品種誘導(dǎo)效果差異很大，下一步應(yīng)不斷擴大誘導(dǎo)基因型范圍。不同甜瓜品種之間的誘導(dǎo)效果差異顯著，誘導(dǎo)率較低，可重復(fù)性差，今后應(yīng)對甜瓜離體再生的影響因素進一步探討研究，整合一套適用性廣、誘導(dǎo)率高的甜瓜離體再生體系；玻璃化和褐化現(xiàn)象較嚴(yán)重，應(yīng)盡量查找其產(chǎn)生原因，提高再生植株的數(shù)量和質(zhì)量。

隨著研究的不斷深入、基因?qū)W和分子生物學(xué)的快速發(fā)展，甜瓜的離體培養(yǎng)技術(shù)會得到不斷優(yōu)化，離體再生技術(shù)體系會不斷完善。甜瓜離體培養(yǎng)技術(shù)將會更廣泛的用于甜瓜的遺傳育種研究中，對加快育種進程具有積極的意義，在甜瓜的生產(chǎn)及品種改良、遺傳轉(zhuǎn)化、種質(zhì)保存等方面發(fā)揮重要的作用。

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Research Progress of Vitro Regeneration System of Muskmelon

LI Huan-tao FENG Xiao-bin
(Jinzhong Vocational and Technical College,Jinzhong 030600,China)

This paper studied ways of muskmelon in vitro regeneration,and the effects of vitro regeneration of muskmelon, including genotype,explant,culture factors and plant growth regulating substance.The problems existing in the research were discussed,and the prospect of application and development prospects of vitro regeneration of muskmelon.

Muskmelon;vitro culture;influence factors;application prospect

S652

A

1008-1038(2015)04-0052-03

2015-03-14

李換桃（1983—），碩士研究生，研究方向為植物離體組織培養(yǎng)