تولید گیاهان هاپلوئید طالبی (L. Cucumis melo) از طریق بکرزایی تحریک شده با گرده پرتوتابی شده با اشعه گاما

محورهای موضوعی : کشت بافت

احمد مکاری ¹ , علیرضا مطلبی آذر ² , جابر پناهنده ³

1 - گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز-، ایران،
2 - گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.
3 - گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز-، ایران،

تاریخ دریافت : 1402/09/11 تاریخ پذیرش : 1403/03/25 تاریخ انتشار : 1404/01/14

کلید واژه: Cucumis melo L, پرتو گاما, بکرزایی, نجات جنین, کالوس, باززایی, هاپلوئید,

چکیده مقاله :

تولید گیاهان دابلد هاپلوئید یکی از مهم‌ترین ابزارها جهت به دست آوردن والدین برتر برای تولید بذر هیبرید F1 می‌باشد و روش گرده پرتوتابی شده یکی از موفق‌ترین روش‌های تولید گیاهان هاپلوئید در محصولات جالیزی می‌باشد. در این مطالعه، برای تولید گیاهان هاپلوئید از هیبرید هانی دیو× طالبی سمسوری، از گرده‌افشانی گل‌های اخته شده با گرده‌های پرتوتابی شده با اشعه گاما استفاده شد. دانه‌های گرده با چهار دز 100، 200، 300 و 400 گری اشعه گاما پرتوتابی شدند. سپس گل‌های اخته شده با این گرده‌های پرتوتابی شده در سه تاریخ متفاوت (تیر، مرداد و شهریور) گرده‌افشانی شدند. میوه‌ها 3 تا 5 هفته بعد از گرده‌افشانی برداشت شدند. جنین‌های نارس نجات داده شده و روی محیط کشت E20A کشت شدند. بعد از تولید کالوس، شاخه زایی و باززایی از کالوس انجام شد. از نوک ریشه گیاهچه‌های رشد یافته برای شمارش کروموزوم استفاده شد. نتایج نشان داد که دز 100 گری، برای زیستایی گرده، موفقیت گرده‌افشانی و تشکیل میوه و باززایی بهترین دز بود و با افزایش دز اشعه گاما، کاهش در این صفات مشاهده شد. تاریخ تیرماه برای این صفات بهترین تاریخ بود. دز پرتوتابی روی باززایی موثر بود و بیشترین باززایی در دز 200 گری به دست آمد. هاپلوئید بودن گیاهچه‌های تولید شده توسط شمارش کروموزوم تایید شد و نشان داد که دز 200 گری برای تولید گیاهان هاپلوئید بهترین دز و تاریخ تیرماه بهترین زمان بود. نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از پرتو تابی گرده با اشعه گاما بخصوص در دزهای پایین می‌تواند در حداقل زمان گیاهان هاپلوئید مورد نیاز برای تولید دابلد هاپلوئید را فراهم کرده و بتوان در حداقل زمان اقدام به تولید واریته هیبرید F1 کرد.

چکیده انگلیسی:

Production of double haploid plants is one of the most important tools to obtain superior parents in order to produce F1 hybrid seeds. Irradiated pollen technique is one of the most successful methods to produce haploid plants in vegetables. In this study, to produce haploid plants in Hani Dew x Samsuri hybrid melon, emasculated flowers were pollenated with gamma irradiated pollens. Pollen grains were irradiated with 100, 200, 300 and 400 Gray of gamma rays. Then the emasculated flowers were pollinated with these irradiated pollens on three different dates (July, August and September). Fruits were harvested 3 to 4 weeks after pollination. Immature embryos were rescued and cultured on E20A medium. Regeneration and shooting occurred after callus production. The results indicated that irradiation dose at 100 gray was the best dose for pollen viability, pollination success and fruit set. Also, June was the best date for these properties. The highest percentage of regeneration was observed at 200 gray Chromosome counting confirmed haploid plants occurrence. Gamma dose at 200 gray and June were the best dose and date to produce haploid plants. These results indicated that irradiation at lower doses could produce haploid plants in a short time and accelerate the process of oblation to F1 hybrid varieties.

منابع و مأخذ:

Asadi, A., Zebarjadi, A., and Abdollahi, M. R. (2019). Production of Cucumber Doubled Haploid Plants via Ovule Culture. Plant Productions, 42(1):77–88. https://doi.org/10.22055/ppd.2019.23322.1514
Baktemur, G., Yücel, N. K., Taşkin, H., Çömlekçioğlu, S., and Büyükalaca, S. (2014). Effects of different genotypes and gamma ray doses on haploidization using irradiated pollen technique in squash. 327:318–327. https://doi.org/10.3906/biy-1309-5.
Brewbaker, J. L. and B. H. Kwack (1963). The essential role of calcium ion in pollen germination and pollen tube growth. American Journal of Botany 50(9): 859-865. doi: 10.3390/ijms20020420
Chang, W. and Struckmeyer B. E. (1976). Influence of Temperature, Time of Day, and Flower Age on Pollen Germination, Stigma Receptivity, Pollen Tube Growth, and Fruit Set of Allium cepa L. ." Journal of the American Society for Horticultural Science 101(1): 81-83. DOI: https://doi.org/10.21273/JASHS.101.1.81
Dong, Y.-Q., Zhao, W.-X., Li, X.-H., Liu, X.-C., Gao, N.-N., Huang, J.-H., Wang, W.-Y., Xu, X.-L. and Tang, Z.-H. (2016). Androgenesis, gynogenesis, and parthenogenesis haploids in cucurbit species. Plant Cell Reports, 35:1991–2019. DOI: 10.1007/s00299-016-2018-7
Gałązka, J. and Niemirowicz-Szczytt, K. (2013). Review of research on haploid production in cucumber and other cucurbits. Folia Horticulturae 25(1): 67-78. DOI: https://doi.org/10.2478/fhort-2013-0008
Kurtar, E. S., Seymen, M., and Kal, Ü. (2020). An overview of doubled haploid plant production in Cucurbita species. Yuzuncu Yıl University Journal of Agricultural Sciences, 30(3):510-520. DOI:10.29133/yyutbd.741087
Kesh, H. and Kaushik, P. (2021). Advances in melon (Cucumis melo L.) breeding: An update. Scientia Horticulturae 282: 110045. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2021.110045
Lebeda, A., Widrlechner, M. P., Staub, J., Ezura, H., Zalapa, J. and Kristkova, E. (2007). Cucurbits (Cucurbitaceae; Cucumis spp ., Cucurbita spp ., Citrullus spp.).In: Genetic Resources, Chromosome Engineering, and Crop Improvement Vegetable Crops, 3:271-376. ed. Singh, Ram J.: CRC Press. DOI:10.1201/9781420009569.ch8
Lotfi, M., Kashi, A., Zamani, Z., Tabatabaie, B. E. and Earl, E. D. (2003). Efficient haploid plant production for pure line generation in melon (Cucumis melo L.). Iranian Journal of Agricultural Sciences.Vol. 34, No. 1, 55-65.
Møller, A. and Mousseau, T. (2017). Radiation levels affect pollen viability and germination among sites and species at Chernobyl. International Journal of Plant Sciences, 178(7): 537-545. https://doi.org/10.1086/692763
Mujeeb-Kazi, A. and M. JL (1985). Enhanced resolution of somatic chromosome constrictions as an aid to identifying intergeneric hybrids among some Triticeae. Cytologia, 50(4): 701-709. DOI: 10.1508/cytologia.50.701
Murashige, T. and Skoog, F. (1962). A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum, 15(3): 473-497. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
Sauton, A. (1988). Effect of season and genotype on gynogenetic haploid production in muskemlon, Cucumis melo L. Scientia Horticulturae, 35(1-2):71-75. https://doi.org/10.1016/0304-4238(88)90038-6
Tütüncü, M. and Mendi Y. Y. (2022). Effect of pollination with gamma irradiated pollen on in vitro regeneration of ovule culture in Cyclamen. Turkish Journal of Agriculture-Food Science and Technology, 10(12): 2415-2420. DOI:10.24925/turjaf.v10i12.2415-2420.5409
Van Den Boom, J. and Den Nijs, A. (1983). Effects of γ-radiation on vitality and competitive ability of Cucumis pollen. Euphytica, 32: 677-684. DOI:10.1007/BF00042146
Yiğit, D., Güleryüz, M. and Balcı, E. (2009). The effect of gamma rays on pollen viability, germination and pollen tube length in saki apple cultivar. Erzincan University Journal of Science and Technology, 1(2): 201-210. https://doi.org/10.18185/erzifbed.80615
Zottini, M., Mandolino, G. and Ranalli, P. (1997). Effects of γ-ray treatment on Cannabis saliva pollen viability. Plant cell, Tissue and Organ Culture, 47: 189-194. https://doi.org/10.1007/BF02318957