Study of the gynogenesis induction factors of the genus Cucurbita L. representatives

Abstract

Технологии производства удвоенных гаплоидов для ускорения селекционного процесса приобрели широкое распространение во всем мире. Применение DH-технологий способствует значительному сокращению (до 6–12 раз) сроков получения гомозиготных линий, используемых в селекции в качестве родительских компонентов при создании F1-гибридов овощных культур. В данном исследовании изучали влияние светового режима культивирования эксплантов во время термической обработки и использования гидролизата казеина в составе питательной среды на индукцию гиногенеза у представителей рода растений Cucurbita L. (C. pepo L., C. maxima L., C. moschata L.). Изолированные семязачатки культивировали на твердой питательной среде CBM, дополненной 30 г/л сахарозы и 7 г/л агара (pH 5,8). Экспланты подвергали температурной обработке (32 °C в течение 4 суток), а затем культивировали в условиях шестнадцатичасового фотопериода, 24 °C и повышенной влажности. В результате исследования выявлена видовая специфичность реакции эксплантов на изменение светового режима культивирования во время термической обработки. У эксплантов C. pepo наблюдали значительное увеличение степени отзывчивости на индукцию гиногенеза при использовании 16-часового фотопериода. Семязачатки C. maxima лучше развивались в условиях полного отсутствия освещения. У эксплантов C. moschata не выявлено существенных различий при использовании различных режимов освещения. Также на основе полученных результатов установлено положительное влияние гидролизата казеина (500 мг/л) в составе питательной среды на частоту формирования гиногенных структур у всех изученных образцов C. pepo, C. maxima и C. moschata. Doubled haploids production technologies in acceleration of the breeding process have become widespread all over the world. The use of DH technologies promotes a significant reduction (up to 6–12 times) of homozygous lines production. These lines are used in breeding as parent components in the F1-hybrid creation of vegetable crops. In this study, the effect of the explants cultivation light mode during heat treatment and the use of casein hydrolysate in the nutrient medium on the plant genus Cucurbita L. representatives (C. pepo L., C. maxima L., C. moschata L.) gynogenesis induction was studied. Isolated ovules were cultured on a solid CBM nutrient medium supplemented with 30 g/l sucrose and 7 g/l agar (pH 5.8). Explants were exposed to temperature treatment (32 °C for 4 days), and then cultured under conditions of a 16-hour photoperiod, 24 °C and high humidity. As a result of the study, the species peculiarity of explant reaction to changes in the cultivation light regime during the heat treatment was revealed. C. pepo explants showed a significant increase in the degree of responsiveness to gynogenesis induction when using a 16-hour photoperiod. The ovules of C. maxima developed better in conditions of complete absence of illumination. No significant differences were found in C. moschata explants when using different lighting modes. Also, based on the results obtained, the positive effect of the casein hydrolysate (500 mg/l) presence in the nutrient medium on the gynogenic structures formation frequency in all studied samples of C. pepo, C. maxima and C. moschata was established.