$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Cucurbita (2n = 40) is een zeer divers geslacht in de Cucurbitaceae-familie die 27 verschillende soorten bevat, waarvan er vijf gedomesticeerd zijn1. Hiervan zijn Cucurbita moschata, C. pepo en C. maxima wereldwijd de economisch belangrijkste. In de VS zijn C. moschata en C. pepo de twee belangrijkste soorten in de landbouwproductie. C. pepo bestaat uit vier ondersoorten (ovifera, pepo, fraternal en gumala) die zowel zomer- als winterpompoencultivargroepen van kromhals, rechte hals, eikel, sint-jakobsschelp, cocozelle, groentemerg, courgette en pompoenbevatten 2,3,4,5. C. moschata bestaat voornamelijk uit winterpompoenmarkttypen, waaronder butternut, Dickinson en kaasgroep1. De twee soorten zijn morfologisch en fenotypisch divers, waarbij C. pepo wordt beschouwd om zijn opbrengst, gehoorzaamheid, struikgroeigewoonte en diverse fruitkenmerken, waaronder fruitvorm, vruchtgrootte, vleeskleur en korstpatroon. Aan de andere kant wordt C. moschata gewaardeerd om zijn aanpassing aan hitte en vochtigheid, evenals ziekte- en plaagresistentie 6,7. Interspecifieke hybridisatie tussen C. moschata en C. pepo is niet alleen een belangrijke strategie voor introgressie van wenselijke kenmerken tussen de twee soorten, maar maakt ook de verbreding van de genetische basis in fokprogramma's mogelijk 7,8.
Vroege kruisingen tussen C. moschata en C. pepo werden gemaakt om hun compatibiliteit en / of taxonomische barrières 9,10,11 te bepalen, terwijl latere studies zich vooral richtten op het overbrengen van wenselijke eigenschappen 12,13,14. Interspecifieke hybridisatie tussen de twee soorten is gericht op de overdracht van nieuwe eigenschappen zoals een struik- of semi-struikgroeigewoonte en verbeterde opbrengst van C. pepo, samen met ziekteresistentie, aanpassingsvermogen aan abiotische stress en verhoogde kracht van C. moschata 14,15,16. Specifieke kruisingen tussen C. pepo (P5) en C. moschata (MO3) hebben bijvoorbeeld geresulteerd in een hogere vruchtopbrengst13, terwijl C. moschata-toetredingen (Nigerian Local en Menina) op grote schaal zijn gebruikt als de primaire bron van resistentie tegen potyvirussen in gekweekte C. pepo-cultivars 17,18.
Eerdere studies toonden aan dat hybridisatie tussen C. moschata en C. pepo mogelijk is, maar moeilijk 8,15. De interspecifieke kruisingen kunnen resulteren in geen vruchtzetting (abortus), parthenocarpische vruchten zonder levensvatbare zaden (lege zaden), pitloze vruchten waar de onrijpe embryo's zich niet ontwikkelen (stenospermocarpie) of vruchten met weinig onrijpe embryo's die kunnen worden gered tot volwassen planten door embryoredding15,16. Er werden bijvoorbeeld geen levensvatbare zaden verkregen door C. pepo (tafelkoningin, moeder) te kruisen met C. moschata (grote kaas, vaderlijk), maar het wederzijdse kruis leverde 57 levensvatbare zaden op uit 134 bestuivingen9. Hayase verkreeg levensvatbare zaden van C. moschata en C. pepo kruisingen alleen wanneer kruisingen werden gemaakt om 04:00 uur met behulp van stuifmeel opgeslagen bij 10 °C 's nachts19. Baggett kruiste acht verschillende C. moschata-variëteiten met C. pepo (delicata) en meldde dat van de 103 totale bestuivingen 83 vruchten werden verkregen die normaal leken, maar geen van hen bevatte levensvatbare zaden8. In een kruising tussen C. pepo (S179) en C. moschata (NK) verkregen Zhang et al. 15 vruchten met 2.994 zaden, maar slechts 12 van die zaden waren levensvatbaar, terwijl de rest slechts rudimentaire ontwikkeling vertoonde. Deze studies suggereren dat hoewel interspecifieke kruising tussen C. moschata en C. pepo zeer gunstig is, het verkrijgen van fruit met levensvatbare zaden uit de kruisen veeleisend is16.
Embryoredding is voorgesteld als een geschikte methode om problemen te overwinnen die voortvloeien uit vroege abortering of slecht ontwikkelde embryo's en is een van de vroegste en meest succesvolle in vitro kweektechnieken voor regeneratie van onrijpe embryo's16,20. Embryoredding omvat de in vitro kweek van onderontwikkelde/onrijpe embryo's, gevolgd door overdracht naar een steriel voedingsmedium om het herstel van zaailingen en uiteindelijk volwassen planten te vergemakkelijken21. Hoewel embryoredding vaak wordt gebruikt in de squashfokkerij, ontbreekt een gedetailleerde beschrijving van de juiste methodologie die de routinematige toepassing ervan mogelijk zou maken. Het gebruik van embryoreddingstechniek om interspecifieke hybridisatiebarrières bij Cucurbita-soorten te overwinnen, werd al in 1954 gemeld22. Het succes van embryoredding in de vroege studies was echter niet gemeld of zeer laag. Metwally et al. rapporteerden een succespercentage van 10% (regeneratie in volwassen planten) onder 100 interspecifieke hybride embryo's gered uit een kruising tussen C. pepo en C. martinezii23. Sisko et al. rapporteerden een variabel succespercentage van embryoregeneratie bij embryo's verkregen uit verschillende kruiscombinaties: het regeneratiepercentage van hybriden verkregen door kruising van C. maxima (Bos. Max) en C. pepo (Gold Rush) was 15,5%, voor C. pepo (Courgette) en C. moschata (Hokaido) was 20%, terwijl voor C. pepo (Gold Rush) en C. moschata (Dolga) het 37,5% 24 was. Naast het genotype zijn media en in vitro kweekomstandigheden belangrijke factoren voor het succes van de techniek25,26. In de huidige studie werden verschillende kruiscombinaties tussen C. moschata en C. pepo getest en werd een eenvoudige methodologie ontwikkeld voor het gebruik van de embryoreddingstechniek in squash. De ontwikkeling van een eenvoudige en gemakkelijk reproduceerbare embryoreddingstechniek zal interspecifieke hybridisatie en kiemplasmaverbetering in squashveredelingsprogramma's vergemakkelijken.