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摘 要：单倍体育种是当前非常重要的育种技术之一。辣椒单倍体育种技术包括：花药培养技术和小孢子培养技术。单倍体通过自然加倍和人工加倍，为新品种培育、DH群体构建和遗传分析、遗传图谱构建提供了重要的材料。笔者论述了辣椒花药培养和小孢子培养2种单倍体诱导技术的研究进展、存在的问题以及存在的潜在价值，旨在为辣椒育种提供参考，促进辣椒单倍体育种技术的进一步发展和完善。
关键词：辣椒;单倍体;花药培养;小孢子培养;育种
中图分类号：S641.3 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）07-001-06
Advances of the haploid induction technology in pepper
YAO Qiuju1， CHANG Xiaoke1， CHENG Zhifang1， HAN Yanan1， ZHANG Yule2， WANG Bin1， LIU Wei1
（1. Horticultural Institute Henan Academy of Agricultural Sciences， Zhengzhou 450000， Henan， China; 2. Zhengzhou Agricultural Technology Extension Center， Zhengzhou 450000， Henan， China）
Abstract： Haploid breeding is one of the most important techniques. Capsicum haploid breeding technology includes anther culture technology and microspore culture technology. By natural and artificial doubling， haploid is important for breeding， DH group building and genetic analysis， genetic map construction. The paper summarized the research progress， problems and the potential application of the induction technology of anther culture and microspore culture， aiming to provide reference for pepper breeders and promote the further development and improvement of haploid breeding technology in pepper.
Key words： Pepper; Haploid; Anther culture; Microspore culture; Breeding
單倍体育种技术已成为当前植物生物技术领域令人瞩目的技术之一。单倍体植株在转基因中有很重要的作用，转化后的植株不存在显性和隐性问题，能够稳定遗传。单倍体培育成的双单倍体不存在等位基因的显隐性关系，隐性基因可以得到充分的利用。获得单倍体有2种方式：一是自然突变，自然界自然形成的单倍体概率极低，仅有0.002%～0.02%[1];二是人工诱变，包括小孢子培养法和花药离体培养法、未受精子房离体培养法、辐射花粉诱导法、着丝粒介导法等。近年来，小孢子培养、花药培养启动胚胎发育的方法成为各国科学工作者的研究热点。单倍体育种广泛应用于十字花科、玉米、小麦、林木等作物上[2-5]。获得辣椒单倍体的途径主要有辣椒花药培养、辣椒小孢子培养。其中，花药培养技术研究比较深入系统，选育了海花系列[6-7]、海丰系列 [8-9]、塞花一号[10]、豫07-01[11]等一系列优异的品种，并被广泛推广，备受市场欢迎，推动了辣椒市场的发展。笔者总结了辣椒单倍体育种技术在国内外的最新研究进展，从单倍体技术中存在的问题、DH加倍和单倍体在辣椒中的应用方面做了初步归纳分析，以期为研究者们提供一些参考。
1 辣椒单倍体诱导技术
1.1 花药培养技术
辣椒花药培养单倍体育种技术是1973年开始发展起来的一种新型育种方法[12-13]，是指用花药培养技术得到单倍体株系，随后加倍获得双单倍体（Double Haploid，简称DH系），直接获得纯系。辣椒花药培养技术具有缩短育种时间、快速获得纯系和创造变异等特点，成为研究的热点，在理论研究方面获得了很大的进展，同时逐步进入实际应用阶段，配置获得的杂交种很具优势，形成了一个相对完整的辣椒育种技术体系。仍有一些影响因素阻碍了辣椒花药培养技术的发展，比如基因型、植株生长状态、预处理、培养条件、污染率等等，其中，影响最大的是基因型依赖、污染率高等问题，使该技术的发展受到了阻碍，也限制了辣椒花药培养技术的推广应用。
影响辣椒花药培养的第一个重要因素是基因型。Ali等[14-19]研究表明，同样的培养条件，不同辣椒基因型的单倍体诱导率差异很大。外国学者[20]对500个不同基因型辣椒材料进行花药培养，发现其单倍体诱导率介于0～76%之间。李怡裴等[21]研究13个加工型辣椒的花药诱导，其中能够成功诱导出胚状体的基因型占供试材料的92.31%，胚状体的诱导率差异比较大，在0.17%～25.31%之间。王仲慧等[22]诱导13个不同基因型辣椒，8个基因型能够获得健康的再生植株，13个基因型的出胚率差异明显。黄亚杰等[23]发现大果甜椒类型极易出胚。王立浩等[24]对不同基因型优化培养基配方，能够提高胚状体的诱导率。基因型不仅影响辣椒花药培养胚状体的诱导率，而且基因型不同，诱导产生单倍体或二倍体的比例也可能会存在差异;若供体植株是经加倍的单倍体系，则花药培养时雄核诱导率高，但是原始育种材料为异源的情况则难以预测。 大量文献表明，污染率是影响辣椒花药培养成苗的另外一个重要因素。有关报道指出，辣椒花药培养中污染率为50%～100%，是辣椒花药培养能否成功的关键因素之一，因此，辣椒花药培养首先需要解决组织培养中的污染问题。除了人为操作不当，培养材料的彻底灭菌是植物组培工作中的重要环节，它既要求将外植体表面的微生物彻底被杀死，又要求尽可能减少外植体组织和表面细胞受到伤害[25]。梁宝萍等[26]用0.1% HgCl2的消毒效果比5% NaCl的好，0.1% HgCl2灭菌10 min效果最好，花药的存活率最高。张天翔等[27]先用75%酒精消毒1 min，然后用0.1% HgCl2消毒10
关键词：辣椒;单倍体;花药培养;小孢子培养;育种
中图分类号：S641.3 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）07-001-06
Advances of the haploid induction technology in pepper
YAO Qiuju1， CHANG Xiaoke1， CHENG Zhifang1， HAN Yanan1， ZHANG Yule2， WANG Bin1， LIU Wei1
（1. Horticultural Institute Henan Academy of Agricultural Sciences， Zhengzhou 450000， Henan， China; 2. Zhengzhou Agricultural Technology Extension Center， Zhengzhou 450000， Henan， China）
Abstract： Haploid breeding is one of the most important techniques. Capsicum haploid breeding technology includes anther culture technology and microspore culture technology. By natural and artificial doubling， haploid is important for breeding， DH group building and genetic analysis， genetic map construction. The paper summarized the research progress， problems and the potential application of the induction technology of anther culture and microspore culture， aiming to provide reference for pepper breeders and promote the further development and improvement of haploid breeding technology in pepper.
Key words： Pepper; Haploid; Anther culture; Microspore culture; Breeding
單倍体育种技术已成为当前植物生物技术领域令人瞩目的技术之一。单倍体植株在转基因中有很重要的作用，转化后的植株不存在显性和隐性问题，能够稳定遗传。单倍体培育成的双单倍体不存在等位基因的显隐性关系，隐性基因可以得到充分的利用。获得单倍体有2种方式：一是自然突变，自然界自然形成的单倍体概率极低，仅有0.002%～0.02%[1];二是人工诱变，包括小孢子培养法和花药离体培养法、未受精子房离体培养法、辐射花粉诱导法、着丝粒介导法等。近年来，小孢子培养、花药培养启动胚胎发育的方法成为各国科学工作者的研究热点。单倍体育种广泛应用于十字花科、玉米、小麦、林木等作物上[2-5]。获得辣椒单倍体的途径主要有辣椒花药培养、辣椒小孢子培养。其中，花药培养技术研究比较深入系统，选育了海花系列[6-7]、海丰系列 [8-9]、塞花一号[10]、豫07-01[11]等一系列优异的品种，并被广泛推广，备受市场欢迎，推动了辣椒市场的发展。笔者总结了辣椒单倍体育种技术在国内外的最新研究进展，从单倍体技术中存在的问题、DH加倍和单倍体在辣椒中的应用方面做了初步归纳分析，以期为研究者们提供一些参考。
1 辣椒单倍体诱导技术
1.1 花药培养技术
辣椒花药培养单倍体育种技术是1973年开始发展起来的一种新型育种方法[12-13]，是指用花药培养技术得到单倍体株系，随后加倍获得双单倍体（Double Haploid，简称DH系），直接获得纯系。辣椒花药培养技术具有缩短育种时间、快速获得纯系和创造变异等特点，成为研究的热点，在理论研究方面获得了很大的进展，同时逐步进入实际应用阶段，配置获得的杂交种很具优势，形成了一个相对完整的辣椒育种技术体系。仍有一些影响因素阻碍了辣椒花药培养技术的发展，比如基因型、植株生长状态、预处理、培养条件、污染率等等，其中，影响最大的是基因型依赖、污染率高等问题，使该技术的发展受到了阻碍，也限制了辣椒花药培养技术的推广应用。
影响辣椒花药培养的第一个重要因素是基因型。Ali等[14-19]研究表明，同样的培养条件，不同辣椒基因型的单倍体诱导率差异很大。外国学者[20]对500个不同基因型辣椒材料进行花药培养，发现其单倍体诱导率介于0～76%之间。李怡裴等[21]研究13个加工型辣椒的花药诱导，其中能够成功诱导出胚状体的基因型占供试材料的92.31%，胚状体的诱导率差异比较大，在0.17%～25.31%之间。王仲慧等[22]诱导13个不同基因型辣椒，8个基因型能够获得健康的再生植株，13个基因型的出胚率差异明显。黄亚杰等[23]发现大果甜椒类型极易出胚。王立浩等[24]对不同基因型优化培养基配方，能够提高胚状体的诱导率。基因型不仅影响辣椒花药培养胚状体的诱导率，而且基因型不同，诱导产生单倍体或二倍体的比例也可能会存在差异;若供体植株是经加倍的单倍体系，则花药培养时雄核诱导率高，但是原始育种材料为异源的情况则难以预测。 大量文献表明，污染率是影响辣椒花药培养成苗的另外一个重要因素。有关报道指出，辣椒花药培养中污染率为50%～100%，是辣椒花药培养能否成功的关键因素之一，因此，辣椒花药培养首先需要解决组织培养中的污染问题。除了人为操作不当，培养材料的彻底灭菌是植物组培工作中的重要环节，它既要求将外植体表面的微生物彻底被杀死，又要求尽可能减少外植体组织和表面细胞受到伤害[25]。梁宝萍等[26]用0.1% HgCl2的消毒效果比5% NaCl的好，0.1% HgCl2灭菌10 min效果最好，花药的存活率最高。张天翔等[27]先用75%酒精消毒1 min，然后用0.1% HgCl2消毒10