स्क्वैश में इंटरस्पेसिफिक हाइब्रिडाइजेशन के लिए भ्रूण बचाव प्रोटोकॉल
Summary
लेख में कुकुरबिटा पेपो और कुकुरबिटा मोस्काटा के अंतर-विशिष्ट संकरण से प्राप्त अपरिपक्व भ्रूण के पुनर्जनन के लिए एक भ्रूण बचाव प्रोटोकॉल का वर्णन किया गया है। प्रोटोकॉल को आसानी से दोहराया जा सकता है और स्क्वैश प्रजनन कार्यक्रमों के लिए एक महत्वपूर्ण संसाधन होगा।
Abstract
कुकुरबिटा फसलों (स्क्वैश) में अंतर-विशिष्ट संकरण आनुवंशिक भिन्नता को चौड़ा करने और उपयोगी एलील्स के अंतर्ग्रहण के लिए वांछनीय है। इन विस्तृत क्रॉस से उत्पन्न अपरिपक्व भ्रूण को उचित भ्रूण बचाव तकनीकों का उपयोग करके पुनर्जीवित किया जाना चाहिए। यद्यपि यह तकनीक कई फसलों के लिए अच्छी तरह से स्थापित है, स्क्वैश के लिए उपयुक्त पद्धति का विस्तृत विवरण जो इसके नियमित अनुप्रयोग की अनुमति देगा, की कमी है। यहां, हम सी पेपो और सी मोस्काटा के अंतर-विशिष्ट संकरण के लिए उपयोगी भ्रूण बचाव प्रोटोकॉल का वर्णन करते हैं। भ्रूण बचाव के लिए व्यवहार्य संयोजनों की पहचान करने के लिए, 24 इंटरस्पेसिफिक क्रॉस किए गए थे। फल सेट बाईस क्रॉस से प्राप्त किया गया था, जो 92% सफलता दर का संकेत देता है। हालांकि, प्राप्त किए गए अधिकांश फल पार्थेनोकार्पिक थे, जिसमें भ्रूण (खाली बीज) से रहित बीज थे। केवल एक क्रॉस संयोजन में अपरिपक्व भ्रूण होते हैं जिन्हें बेसल प्लांट ग्रोथ मीडिया का उपयोग करके पुनर्जीवित किया जा सकता है। इंटरस्पेसिफिक एफ 1 फल से कुल10 भ्रूण बचाए गए थे, और भ्रूण बचाव की सफलता दर 80% थी। यहां विकसित भ्रूण बचाव प्रोटोकॉल स्क्वैश प्रजनन कार्यक्रमों में अंतर-विशिष्ट संकरण के लिए उपयोगी होगा।
Introduction
कुकुरबिटा (2 एन = 40) कुकुरबिटेसी परिवार में एक अत्यधिक विविध जीनस है जिसमें 27 अलग-अलग प्रजातियां शामिल हैं, जिनमें सेपांच पालतू हैं। इनमें से, कुकुरबिटा मोस्काटा, सी पेपो और सी मैक्सिमा दुनिया भर में सबसे आर्थिक रूप से महत्वपूर्ण हैं। अमेरिका में, सी मोस्काटा और सी पेपो कृषि उत्पादन में दो सबसे महत्वपूर्ण प्रजातियां हैं। सी. पेपो में चार उप-प्रजातियां (ओविफेरा, पेपो, भ्रातृ और गुमाला) शामिल हैं, जिनमें क्रूकनेक, स्ट्रेटनेक, एकोर्न, स्कैलप, कोकोजेल, वनस्पति मज्जा, तोरी और कद्दू 2,3,4,5 के ग्रीष्मकालीन और शीतकालीन स्क्वैश कल्टीवेटर समूह शामिल हैं। मोस्काटा में मुख्य रूप से शीतकालीन स्क्वैश बाजार प्रकार शामिल हैं जिनमें बटरनट, डिकिंसन और पनीर समूह1 शामिल हैं। दो प्रजातियां रूपात्मक और फेनोटाइपिक रूप से विविध हैं, जिसमें सी पेपो को इसकी उपज, कान, झाड़ी के विकास की आदत और फल के आकार, फल के आकार, मांस के रंग और छिलके पैटर्न सहित विविध फल लक्षणों के लिए माना जाता है। मोस्काटा गर्मी और आर्द्रता के साथ-साथ रोग और कीट प्रतिरोध 6,7 के अनुकूलन के लिए बेशकीमती है। मोस्काटा और सी पेपो के बीच अंतर-विशिष्ट संकरण न केवल दो प्रजातियों के बीच वांछनीय विशेषताओं के अंतर्ग्रहण के लिए एक महत्वपूर्ण रणनीति है, बल्कि प्रजननकार्यक्रमों 7,8 में आनुवंशिक आधार के विस्तार की भी अनुमति देता है।
मोस्काटा और सी पेपो के बीच शुरुआती क्रॉस उनकी संगतता और / या टैक्सोनोमिक बाधाओं 9,10,11 को निर्धारित करने के लिए किए गए थे, जबकि बाद के अध्ययनों ने ज्यादातर वांछनीय लक्षण12,13,14 को स्थानांतरित करने पर ध्यान केंद्रित किया। दो प्रजातियों के बीच अंतर-विशिष्ट संकरण ने नए लक्षणों के हस्तांतरण को लक्षित किया है जैसे कि झाड़ी या अर्ध-झाड़ी विकास की आदत और रोग प्रतिरोध, अजैविक तनाव के लिए अनुकूलनशीलता, और सी मोस्काटा 14,15,16 से बढ़ी हुई शक्ति के साथ सी. पेपो से बेहतर उपज। उदाहरण के लिए, सी. पेपो (पी 5) और सी. मोस्काटा (एमओ 3) के बीच विशिष्ट क्रॉसके परिणामस्वरूप फलों की अधिक उपजहुई है, जबकि सी. मोस्काटा परिग्रहण (नाइजीरियाई स्थानीय और मेनिना) का व्यापक रूप से खेती की गई सी. पेपो कल्टीवर्स 17,18 में पोटीवायरस के प्रतिरोध के प्राथमिक स्रोत के रूप में उपयोग किया गया है।
पिछले अध्ययनों से पता चला है कि सी मोस्काटा और सी पेपो के बीच संकरण संभव है लेकिन मुश्किल 8,15 है। अंतर-विशिष्ट क्रॉस के परिणामस्वरूप कोई फल सेट (गर्भपात), व्यवहार्य बीज (खाली बीज) से रहित पार्थेनोकार्पिक फल, बीज रहित फल जहां अपरिपक्व भ्रूण विकसित होने में विफल रहते हैं (स्टेनोस्पर्मोकार्पी), या कुछ अपरिपक्व भ्रूण वाले फल जिन्हें भ्रूण बचाव के माध्यम से परिपक्व पौधों में बचाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सी. पेपो (टेबल क्वीन, मातृ) को सी. मोस्काटा (बड़ा पनीर, पैतृक) के साथ पार करके कोई व्यवहार्य बीज प्राप्त नहीं किए गए थे, हालांकि, पारस्परिक क्रॉस ने 134 परागणों से 57 व्यवहार्य बीज प्राप्तकिए। हायसे ने सी. मोस्काटा और सी. पेपो क्रॉस से व्यवहार्य बीज केवल तभी प्राप्त किएजब रात भर 10 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहीत पराग का उपयोग करके सुबह 04:00 बजे क्रॉस बनाए गए। बैगगेट ने सी. पेपो (डेलिकाटा) के साथ आठ अलग-अलग सी. मोस्काटा किस्मों को पार किया और बताया कि 103 कुल परागणों में से 83 फल प्राप्त किए गए जो सामान्य दिखाई दिए, लेकिन उनमें से किसी में भी व्यवहार्य बीजनहीं थे। सी. पेपो (एस179) और सी. मोस्काटा (एनके) के बीच एक क्रॉस में, झांग एट अल ने 2,994 बीजों के साथ 15 फल प्राप्त किए, लेकिन उनमें से केवल 12 बीज व्यवहार्य थे, जबकि शेष ने केवल अल्पविकसित विकास प्रदर्शित किया। इन अध्ययनों से पता चलता है कि भले ही सी मोस्काटा और सी पेपो के बीच अंतर-विशिष्ट क्रॉसिंग अत्यधिक फायदेमंद है, क्रॉस से व्यवहार्य बीज वाले फल प्राप्त करना16 की मांग है।
भ्रूण बचाव को प्रारंभिक गर्भपात या खराब विकसित भ्रूण से उत्पन्न होने वाली समस्याओं को दूर करने के लिए एक उपयुक्त विधि के रूप में सुझाया गया है और अपरिपक्व भ्रूण16,20 के उत्थान के लिए सबसे पहले और सबसे सफल इन विट्रो कल्चर तकनीकों में से एक है। भ्रूण बचाव में अल्प-विकसित/अपरिपक्व भ्रूणों की इन विट्रो संस्कृति शामिल होती है, जिसके बाद रोपाई और अंततः परिपक्व पौधों की वसूली की सुविधा के लिए बाँझ पोषक माध्यम में स्थानांतरणहोता है। यद्यपि भ्रूण बचाव आमतौर पर स्क्वैश प्रजनन में उपयोग किया जाता है, उपयुक्त पद्धति का विस्तृत विवरण जो इसके नियमित अनुप्रयोग की अनुमति देगा, की कमी है। कुकुरबिटा प्रजातियों में अंतर-संकरण बाधाओं को दूर करने के लिए भ्रूण बचाव तकनीक का उपयोग 195422 की शुरुआत में बताया गया था। हालांकि, शुरुआती अध्ययनों में भ्रूण बचाव की सफलता या तो रिपोर्ट नहीं की गई थी या बहुत कम थी। मेटवेली एट अल ने सी. पेपो और सी. मार्टिनेजी23 के बीच एक क्रॉस से बचाए गए 100 इंटरस्पेसिफिक हाइब्रिड भ्रूणों के बीच 10% सफलता दर (परिपक्व पौधों में पुनर्जनन) की सूचना दी। सिस्को एट अल ने विभिन्न क्रॉस संयोजनों से प्राप्त भ्रूणों के बीच भ्रूण पुनर्जनन की एक परिवर्तनीय सफलता दर की सूचना दी: सी मैक्सिमा (बोस मैक्स) और सी पेपो (गोल्ड रश) को पार करके प्राप्त संकरों की पुनर्जनन दर 15.5% थी, सी. पेपो (जुकिनी) और सी. मोस्काटा (होकाइडो) के लिए 20% थी, जबकि सी. पेपो (गोल्ड रश) और सी. मोस्काटा (डोलगा) के लिए यह 37.5% थी। जीनोटाइप के अलावा, मीडिया और इन विट्रो संस्कृति की स्थिति तकनीक25,26 की सफलता के लिए महत्वपूर्ण कारक हैं। वर्तमान अध्ययन में, सी मोस्काटा और सी पेपो के बीच विभिन्न क्रॉस संयोजनों का परीक्षण किया गया था, और स्क्वैश में भ्रूण बचाव तकनीक का उपयोग करने के लिए एक सरल पद्धति विकसित की गई थी। एक सरल और आसानी से प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य भ्रूण बचाव तकनीक का विकास स्क्वैश प्रजनन कार्यक्रमों में अंतर-संकरण और जर्मप्लाज्म वृद्धि की सुविधा प्रदान करेगा।
Protocol
Representative Results
Discussion
मोस्काटा और सी पेपो के बीच सफल अंतर-विशिष्ट संकरण के लिए दो मुख्य बाधाएं हैं: क्रॉस-संगतता बाधा, जो संकर भ्रूण का उत्पादन करने के लिए जीनोटाइप प्रतिक्रिया द्वारा निर्धारित की जाती है, और पोस्ट-नि?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस कार्य को यूएसडीए राष्ट्रीय खाद्य और कृषि संस्थान, एनआरएस परियोजना सं 2006 द्वारा समर्थित किया गया था। एफएलए-टीआरसी-006176 और फ्लोरिडा इंस्टीट्यूट ऑफ फूड एंड एग्रीकल्चर साइंसेज विश्वविद्यालय।
Materials
| ampicillin | Fisher Scientific | BP1760-5 | |
| autoclave | Steris | AMSCO LAB 250 | |
| balance | |||
| cefotaxime | Sigma Alfrich | C 7039 | |
| centrifuge tubes (1.5 ml) | Sigma Alfrich | T9661 | |
| detergent | |||
| ethanol, 95% | Decon Labs | 2805HC | |
| forceps | VWR | 82027-408 | |
| gellan gum | Caisson Laboratories | G024 | |
| growth chamber or illuminated shelf | |||
| laminar hood / biosafety cabinet | The Baker Company, Inc | Edgegard | |
| masking tape | Uline | S-11735 | |
| media bottle | |||
| Murashige & Skoog Medium | Research Products International | M10200 | |
| NPK fertilizer (20-20-20) | BWI Companies, Inc | PR200 | |
| Osmocote Plus fertilizer | BWI Companie,s Inc | OS90590 | |
| Parafilm M | Sigma Alfrich | P7793 | |
| Petri dish (60 x 15 mm) | USA Scientific, Inc | 8609-0160 | |
| plant pots | BWI Companies, Inc | NP4000BXL | |
| plastic food containers, reused | Oscar Mayer | 4470003330 | |
| plastic hang tags | Amazon | B07QTZRY6T | |
| potting mix | Jolly Gardener | Pro-Line C/B | |
| seedling starter trays | BWI Companies Inc | GPPF128S4 | |
| syringe filter (0.22 um ) | ExtraGene | B25CA022-S | |
| trellis support | The Home Depot | 2A060006 | |
| water bath |
Referências
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