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为培育耐旱西瓜砧木纯系，研究人员探究 γ 射线源（Co60、Cs137 ）和剂量对枸橼西瓜单倍体诱导的影响，发现 Cs137 可替代 Co60 ，为育种提供参考。
在全球气候变化的大背景下，干旱成为农业生产的 “头号大敌”。西瓜，作为深受人们喜爱的水果，其主要栽培品种 —— 甜西瓜（Citrullus lanatus var. lanatus）对水分需求较高，在干旱环境下产量和品质都会大打折扣。为了应对这一难题，科研人员将目光投向了与甜西瓜亲缘关系较近的枸橼西瓜（Citrullus lanatus var. citroides）。枸橼西瓜具有出色的耐旱能力，还能抵抗根结线虫和枯萎病菌，是培育耐旱西瓜砧木的优质材料。
然而，传统育种方法需要多代自交才能获得高纯度的亲本系，耗时费力。而加倍单倍体（Doubled Haploid，DH）技术可以在一代内培育出完全纯合的植株，大大加速了育种进程。其中，孤雌生殖（irradiated pollen technique，即辐照花粉技术）是葫芦科植物单倍体诱导的常用方法，但此前该技术在枸橼西瓜上的应用研究还是空白。
为了填补这一空白，来自土耳其塞尔丘克大学等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)》杂志上。该研究旨在探究 γ 射线源（钴 - 60：Co60和铯 - 137：Cs137）、辐照剂量（Co60为 200、250 和 300 Gy；Cs137为 100、150、200 和 250 Gy）以及基因型（11 个枸橼西瓜品系）对利用辐照花粉技术培育枸橼西瓜纯系的影响。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，选用 11 个来自土库曼斯坦的枸橼西瓜精英品系作为实验材料，在温室中进行种植培养。其次，对雄花芽进行不同剂量的 γ 射线辐照处理，之后用于授粉。授粉后的果实成熟后，取出种子并分离胚胎，将胚胎在添加特定物质的培养基中培养。最后，运用气孔观察、流式细胞术（FCM）分析和形态学观察等方法来鉴定植株的倍性。
下面来看看具体的研究结果：
- Co60实验结果：辐照剂量和基因型对种子形成和胚胎诱导有显著影响。不同品系的果实数量、种子数量和胚胎数量差异较大，随着辐照剂量增加，平均种子数和平均胚胎数呈下降趋势。在胚胎类型、植株数量、倍性状态和单倍体频率方面，大多数胚胎处于子叶期，部分品系产生了单倍体植株，300 Gy 剂量处理时单倍体频率最高，达到 20%。此外，还检测到少量混倍体植株。
- Cs137实验结果：与 Co60实验类似，基因型和辐照剂量对种子和胚胎形成影响显著。不同品系的果实、种子和胚胎数量变化明显，高剂量辐照会导致种子和胚胎数量减少。胚胎类型以子叶期为主，多数品系能产生单倍体植株，250 Gy 剂量处理时单倍体频率最高，为 30%，同时也发现了 1 株混倍体植株。
- 植株倍性状态：通过观察发现，二倍体植株保卫细胞中有 10 或 12 个叶绿体，单倍体植株有 6 或 8 个叶绿体，混倍体植株则同时存在两种类型的气孔。流式细胞术分析也证实了不同倍性植株的基因组大小存在差异。
- 形态学观察：单倍体植株的雄花不释放花粉，叶片和花朵比二倍体植株小。
综合研究结果和讨论，研究人员得出以下结论：Co60和 Cs137在不同剂量下均能诱导胚胎形成，但低剂量时二倍体植株比例较高。Co60在 300 Gy、Cs137在 250 Gy 时诱导单倍体效果最佳。除 CW8 和 CW11 品系外，其他品系均能培育出单倍体植株，说明基因型对单倍体诱导频率有重要影响。同时，研究还发现气孔观察是一种实用且经济的倍性鉴定方法。
这项研究意义重大，首次成功利用孤雌生殖技术培育出枸橼西瓜单倍体植株，为西瓜育种提供了新的思路和方法。确定了适宜的 γ 射线源和辐照剂量，有助于提高单倍体诱导效率，加速枸橼西瓜耐旱砧木的选育进程，从而为解决干旱地区西瓜种植问题提供有力支持。此外，研究中发现的混倍体植株为后续育种研究提供了独特的材料。不过，研究也存在一定局限性，未来可以进一步结合花药和子房培养等技术，优化培养基成分和培养条件，深入开展枸橼西瓜单倍体育种工作。
