¿Cuál es el papel de la investigación e innovación en germoplasma de calabacín?
En la última década aproximadamente, la citología vegetal, la citogenética, la biotecnología y la biología molecular han logrado grandes avances. Aunque todavía existe una cierta brecha entre el calabacín y otros cultivos de hortalizas en cuanto a trabajos de investigación relevantes, se han realizado algunos trabajos en las áreas de cultivo de megasporas, rescate de embriones (rescate de embriones), fusión de protoplastos, marcadores moleculares, transformación de ADN y transgénicos. , sentando las bases para el mejoramiento del calabacín y la innovación en germoplasma.
I. Cultivo de anteras o macrosporas
El cultivo de anteras o macrosporas es un medio importante para cultivar líneas puras y acortar el ciclo de reproducción de nuevas variedades. En el mejoramiento convencional, el mejoramiento en línea pura de calabacines requiere múltiples generaciones de autocruzamiento y retrocruzamiento, lo que no solo requiere mucho tiempo y trabajo, sino que también es muy ineficiente. Para superar las deficiencias del mejoramiento convencional y promover la selección y la innovación en germoplasma de materiales de mejoramiento de calabacines, en la década de 1980, muchos académicos en el país y en el extranjero llevaron a cabo investigaciones sobre el aislamiento de anteras o embriones no fertilizados y la tecnología de cultivo. A finales de la década de 1990, E.I. Metwally (1998) y otros encontraron en experimentos de cultivo de polen de calabacín que la combinación de sacarosa 150 g/L y 2,4-D 5 mg/L se derivaba de la inducción de polen de plantas haploides y dobles haploides. E.S. Kurtar, N. Sari (2002) y otros utilizaron rayos γ (0,3 kGy/min, 25 Gy, 50 Gy) para separar los óvulos 21 días después de la polinización. La tasa de inducción promedio de embriones haploides fue del 2,5 %, de los cuales el 70 % pudo desarrollarse. Las plantas haploides con morfología normal pueden duplicarse y convertirse en plantas diploides después del tratamiento con colchicina. Los estudios también han demostrado que la tasa de inducción de embriones haploides se ve afectada por el genotipo, la etapa de desarrollo embrionario y la dosis de radiación.
2. Rescate de embriones
Existen de 25 a 27 especies conocidas de plantas de calabaza, de las cuales 5 son especies cultivadas, y la mayoría del resto son especies silvestres o semisilvestres, que son resistentes a diversos Un depósito importante de genes beneficiosos para el estrés biótico y abiótico. Sin embargo, varias barreras cruzadas limitan la transferencia de estos genes de especies silvestres a calabacines cultivados. El aborto espontáneo de embriones es uno de los trastornos más comunes. Por otro lado, el rescate de embriones es una tecnología importante para superar el fenómeno del aborto embrionario que se produce en la hibridación interespecífica. Se han hecho muchos intentos anteriores para salvar los embriones de calabacín.
Esquinas-Alcazar J. T. y Gulick P. J. (1983) enumeraron afinidades híbridas entre algunas especies del género Cucurbita (Figura 18-2).
Figura 18-2 Hibridación interespecífica de especies de Cucurbita
Se espera que el rescate de embriones de híbridos de calabaza silvestre (semisilvestre) × calabacín cultivado produzca algunas especies con especies silvestres (semisilvestres) características ) genes de enanismo, enfermedades y resistencia a insectos, así como líneas con genes de alta calidad de padres rotativos.
3. Marcadores moleculares
En términos de calabacín, aunque aún no se ha construido un mapa genético saturado, se utilizan una variedad de tecnologías de marcadores moleculares y tecnologías de isoenzimas para realizar análisis genéticos entre especies. de calabacín o calabaza se ha trabajado en análisis de relaciones y diversidad genética. Li Haizhen et al. (2000) y Zhang Tianming et al. (2006) utilizaron técnicas RAPD y AFLP para realizar estudios de identificación molecular sobre las relaciones genéticas y variedades de tres especies de calabacín en China. Rebecca Nelson Brown et al. (2002) utilizaron BC1, un híbrido interespecífico entre calabacín y calabaza china, como población cartográfica y utilizaron tecnología RAPD para dibujar un mapa genético inicial de la calabaza. El mapa genético preliminar de la calabaza incluye 68 marcadores RAPD y 5 marcadores morfológicos, divididos en 28 conectomas, con una longitud total de 1.954 cM, que se especula que cubre el 75% del genoma de la calabaza.
Se localizaron con éxito varios genes de rasgos de calidad, como el gen B que controla la transformación de los frutos inmaduros a amarillos, el gen M que controla la presencia o ausencia de manchas blancas plateadas en las hojas y el gen W que controla el color de la cáscara de los frutos maduros. frutas, sentando las bases para el futuro mejoramiento de calabacines asistido por moléculas Y. Tadmor, G. Tzuri et al (2000) utilizaron tecnología de marcadores ISSR y SSR para estudiar las relaciones genéticas de 28 variedades de especies de calabacines y dividieron las 28 variedades. de calabacín en dos subespecies principales, es decir, C. pepo ssp.pepo pepo, y se estudiaron los grupos dentro de cada subespecie. El análisis de conglomerados de los grupos es básicamente consistente con los resultados anteriores de cultivo y clasificación heteromórfica. El trabajo anterior ha sentado una buena base para el marcado y posicionamiento de genes de resistencia a insectos y enfermedades del calabacín, genes de enanismo, genes de calidad comercial y muchos loci de rasgos cuantitativos (QTL) relacionados con el vigor híbrido.
4. Transformación genética
También se ha avanzado en el cultivo de plantas transgénicas resistentes al virus del calabacín mediante métodos de transformación genética mediada por Agrobacterium e introducción directa de ADN. Los investigadores utilizaron tecnología de ingeniería genética para introducir genes de proteínas capsulares virales (CP) en el cuerpo huésped, generando así protección cruzada de ingeniería genética. También introdujeron múltiples genes de proteínas capsulares virales en el cuerpo huésped para obtener plantas resistentes a virus homólogos o heterólogos. Fuchs M., GonsalVes D. (1995, 1997) y Quemada H.D., Gonsalves D., Pang S.Z (2000) informaron que las flores de pepino de calabacín se obtuvieron mediante la transformación del disco foliar mediada por el plásmido de Agrobacterium Ti, respectivamente (. CMV-CP), proteína capsular del virus del mosaico de la sandía (WMV-CP) y proteína capsular del virus del mosaico de la sandía (WMV-CP). (A través de la transformación del disco foliar mediada por el plásmido Agrobacterium Ti, se obtuvieron plantas transgénicas del virus del mosaico amarillo del calabacín (WMV-CP) y del virus del mosaico amarillo del calabacín (ZYMV-CP), abriendo una nueva vía para el cultivo antiviral de calabacines.