$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Cucurbita (2n = 40) является очень разнообразным родом в семействе Cucurbitaceae, который содержит 27 различных видов, из которых пять одомашнены1. Среди них Cucurbita moschata, C. pepo и C. maxima являются наиболее экономически важными во всем мире. В США C. moschata и C. pepo являются двумя наиболее важными видами в сельскохозяйственном производстве. C. pepo состоит из четырех подвидов (ovifera, pepo, fraternal и gumala), которые содержат как летние, так и зимние сортовые группы кабачков: кривошея, прямой шеи, желудя, гребешка, кокозель, кабачок, кабачки и тыква 2,3,4,5. C. moschata в основном состоит из зимних видов рынка кабачков, включая баттернат, Дикинсон и сыр группы1. Эти два вида морфологически и фенотипически разнообразны, причем C. pepo рассматривается за его урожайность, раннесть, привычку роста кустов и разнообразные признаки плодов, включая форму плода, размер плода, цвет мякоти и рисунок кожуры. С другой стороны, C. moschata ценится за адаптацию к теплу и влажности, а также устойчивость к болезням и вредителям 6,7. Межвидовая гибридизация между C. moschata и C. pepo является не только важной стратегией интрогрессии желательных характеристик между двумя видами, но и позволяет расширить генетическую базу в селекционных программах 7,8.
Ранние скрещивания между C. moschata и C. pepo были сделаны для определения их совместимости и/или таксономических барьеров 9,10,11, тогда как более поздние исследования в основном были сосредоточены на передаче желательных признаков 12,13,14. Межвидовая гибридизация между двумя видами была нацелена на передачу новых признаков, таких как привычка роста куста или полулеска и улучшение урожайности C. pepo наряду с устойчивостью к болезням, приспособляемостью к абиотическому стрессу и повышенной энергией от C. moschata 14,15,16. Например, специфические скрещивания между C. pepo (P5) и C. moschata (MO3) привели к повышению урожайности плодов13, в то время как C. moschata (нигерийские местные и menina) широко использовались в качестве основного источника устойчивости к потивирусам у культивируемых сортов C. pepo 17,18.
Предыдущие исследования показали, что гибридизация между C. moschata и C. pepo возможна, но затруднена 8,15. Межвидовые скрещивания могут привести к отсутствию плодового набора (аборт), партенокарпические плоды, лишенные жизнеспособных семян (пустые семена), бессемянные плоды, где незрелые эмбрионы не развиваются (стеноспермокарпия), или плоды с небольшим количеством незрелых эмбрионов, которые могут быть спасены в зрелые растения путем спасения эмбрионов15,16. Например, жизнеспособные семена не были получены путем скрещивания C. pepo (столовая матка, материнская) с C. moschata (крупный сыр, отцовский), однако реципрокное скрещивание дало 57 жизнеспособных семян из 134 опылений9. Хаясе получил жизнеспособные семена из скрещиваний C. moschata и C. pepo только тогда, когда кресты были сделаны в 04:00 утра с использованием пыльцы, хранящейся при 10 ° C в течение19 часов. Баггетт скрестил восемь различных сортов C. moschata с C. pepo (delicata) и сообщил, что из 103 общих опылений было получено 83 плода, которые казались нормальными, но ни один из них не содержал жизнеспособных семян8. В помеси C. pepo (S179) и C. moschata (NK) Zhang et al. получили 15 плодов с 2 994 семенами, но только 12 из этих семян были жизнеспособными, в то время как остальные демонстрировали только рудиментарное развитие. Эти исследования показывают, что, хотя межвидовое скрещивание между C. moschata и C. pepo очень полезно, получение плодов с жизнеспособными семенами из скрещиваний требует16.
Спасение эмбрионов было предложено в качестве подходящего метода для преодоления проблем, возникающих в результате раннего аборта или плохо развитых эмбрионов, и является одним из самых ранних и наиболее успешных методов культивирования in vitro для регенерации незрелых эмбрионов 16,20. Спасение эмбрионов включает в себя культуру in vitro недоразвитых/незрелых эмбрионов с последующим переносом в стерильную питательную среду для облегчения восстановления саженцев и, в конечном счете, зрелых растений21. Хотя спасение эмбрионов обычно используется в разведении сквоша, подробное описание соответствующей методологии, которая позволила бы его рутинное применение, отсутствует. Использование метода спасения эмбрионов для преодоления межвидовых барьеров гибридизации у видов Cucurbita было зарегистрировано еще в 1954году 22. Тем не менее, успех спасения эмбрионов в ранних исследованиях был либо незарегистрированным, либо очень низким. Metwally et al. сообщили о 10% успехе (регенерация в зрелые растения) среди 100 межвидовых гибридных эмбрионов, спасенных от скрещивания C. pepo и C. martinezii23. Sisko et al. сообщили о переменном уровне успеха регенерации эмбрионов среди эмбрионов, полученных из различных перекрестных комбинаций: скорость регенерации гибридов, полученных путем скрещивания C. maxima (Bos. Max) и C. pepo (Золотая лихорадка), составила 15,5%, для C. pepo (Zucchini) и C. moschata (Hokaido) составила 20%, в то время как для C. pepo (Золотая лихорадка) и C. moschata (Dolga) она составила 37,5%24. Помимо генотипа, среды и условия культивирования in vitro являются важными факторами успеха методики25,26. В текущем исследовании были протестированы различные перекрестные комбинации между C. moschata и C. pepo, и была разработана простая методология использования метода спасения эмбрионов в сквоше. Разработка простого и легко воспроизводимого метода спасения эмбрионов облегчит межвидовую гибридизацию и увеличение зародышевой плазмы в программах разведения сквоша.