三倍體無籽西瓜的培育

1、三倍體無籽西瓜的培育三倍體無籽西瓜因其具有含糖量高、口感好、易貯藏等特點(diǎn)而倍受人們的青睞，但其培育過程未必人皆知之。筆者現(xiàn)從遺傳學(xué)的角度對三倍體無籽西瓜的培育談一淺見：1 原理采用人工誘導(dǎo)多倍體的方法。如用秋水仙素 （一種植物堿）處理二倍體西瓜的種子或幼 苗，使其在細(xì)胞分裂的中期，阻礙紡錘絲和初生壁的生成，使已經(jīng)復(fù)制的染色體組不能分向 兩極，并在中間形成次生壁。結(jié)果就形成了染色體組加倍的細(xì)胞，使普通二倍體西瓜染色體 組加倍而得到四倍體西瓜植株。然后與二倍體西瓜植株（作為父本）雜交，從而得到三倍體種 子。三倍體的種子發(fā)育成的三倍體植株，由于減數(shù)過程中，同源染色體的聯(lián)會紊亂，不能形 成正常的生殖細(xì)

2、胞。再用普通西瓜二倍體的成熟花粉刺激三倍體植株花的子房而成為三倍體 果實(shí)，因其胚珠不能發(fā)育成種子，因而稱為三倍體無籽西瓜。2 具體措施用0.20.4%的秋水仙素（C22H26O6N）液體將二倍體普通西瓜的種子浸泡1224小 時，或在每天下午67點(diǎn)鐘用0.20.4%的秋水仙素液體滴在其幼苗莖尖生長點(diǎn)上，連續(xù) 進(jìn)行四天。（2）處理后的種子或幼苗，要用清水洗干凈。處理及緩苗期間，應(yīng)將植株置于散光下， 以免日光直接照射，致使秋水仙素分解破壞。同時亦切忌高溫，因?yàn)樵诟邷厍闆r下，秋水仙 素對植物的毒性增強(qiáng)，容易造成死苗。因此，在成活前應(yīng)給予良好的栽培條件和精心管理。（3）多倍體的鑒定：用秋水仙素溶液處理后

3、，應(yīng)注意觀察多倍體植株。若形成多倍體, 它萌芽的肥厚度明顯增加，幼根尖端發(fā)生膨大現(xiàn)象；考察植株的體型，多倍體具有體型較 大的特點(diǎn)。如葉片較大，根莖變粗，花、果實(shí)、種子都較大，莖葉組織比較粗糙，顏色深綠， 有時有皺縮現(xiàn)象；四倍體葉面的氣孔較大，單位面積氣孔數(shù)目相對減少，花粉粒較二倍體 的花粉粒大一倍以上；為了鑒定的準(zhǔn)確起見，尚須直接在顯微鏡下檢查染色體數(shù)目是否已 經(jīng)加倍（普通二倍體西瓜2N=22，四倍體西瓜4N= 44）。（4）三倍體西瓜制種：用四倍體西瓜作母本，授以二倍體的花粉粒，結(jié)出三倍體的西瓜 種子（存在于四倍體的子房發(fā)育成的西瓜中）。小面積制種，按照西瓜開花習(xí)性，在每天下午 按時套袋（防

4、止自由傳粉）。第二天早晨進(jìn)行人工授粉，同時掛上標(biāo)記。大面積制種時則需要 分區(qū)隔離，按一定比例培植四倍體母本和二倍體父本的植株，且要及時為母本去雄使四倍體 植株接受二倍體父本植株的花粉，以產(chǎn)生三倍體種子備用。以上是第一年的工作。在第二年，將三倍體種子與二倍體種子間種，自然或用人工的方 法，讓二倍體花粉刺激三倍體植株的子房發(fā)育成西瓜，即成三倍體無籽西瓜。在大田生產(chǎn)中 三倍體種子也可以不與二倍體種子間種，而是只種三倍體種子。在其植株開花期間，用低濃 度 2.4-D（2-4-二氯苯氧乙酸 ） 噴灑在花蕾上，使子房發(fā)育成無籽西瓜果實(shí)，培育過程如圖 所示：應(yīng)當(dāng)注意：種子是由胚珠的各部分發(fā)育而成，果實(shí)由子房

5、發(fā)育而成。所以第一年得到的 西瓜應(yīng)是四倍體西瓜，其中的種子是三倍體的。確切地說，該種子的胚是三倍體的，而種皮 則是四倍體的（該種皮由四倍體的珠被發(fā)育而成）。第二年得到的西瓜才是三倍體西瓜，其內(nèi) 無籽確切地說是只有種皮（三倍體的胚珠發(fā)育而成）而無胚（授粉不受精，不能形成受精卵，因 而無胚）。李學(xué)蛟，生物學(xué)教學(xué)，2000年第5 期附件1附件1三倍體無籽西瓜培育中的幾個問題關(guān)于兩次傳粉 第一次傳粉是雜交得到三倍體種子，第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育成果實(shí)。為何不以二倍體西瓜為母體？ 如果以二倍體西瓜作為母體，四倍體西瓜作父本，也能得到三倍體種子，但這種三倍體 種子結(jié)的西瓜，因珠被發(fā)育成厚硬的種皮，達(dá)不

6、到“無籽”的目的。用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗使之成為四倍體，秋水仙素應(yīng)處理幼苗或萌發(fā)的種 子。因?yàn)槊劝l(fā)的種子、幼苗具有分生能力，細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，秋水仙素處理后可達(dá)到使產(chǎn) 生的新細(xì)胞染色體數(shù)目加倍的目的。秋水仙素處理后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花染色體數(shù)目加倍，而未處理的如 根部細(xì)胞染色體數(shù)仍為二倍體。四倍體植株上結(jié)四倍體西瓜，四倍體西瓜內(nèi)結(jié)的種子為三倍體，其種皮為四倍體。附件2為什么無籽西瓜里出現(xiàn)了種子無籽西瓜是三倍體，由于它的染色體配對發(fā)生了紊亂，從而不能正常地進(jìn)行減數(shù)分裂。 在分裂前期，每種染色體有三個，組成三價體（三個染色體連在一起），或者組成二價體（二個 染色體連在一起）和單價體

7、（一個染色體單獨(dú)存在）。在分裂后期，二價體分離正常，但三價體 一般是兩個染色體進(jìn)入一極，一個進(jìn)入另一極。單價體有兩種可能，或是隨機(jī)進(jìn)入某一極， 或是停留在赤道板上，隨后在細(xì)胞質(zhì)中消失。因此，三價體和單價體的染色體無法平均分配 到配子中去。三倍體產(chǎn)生的配子中，具有N和2N的染色體是有功能的，能受精，但這樣的 配子形成的機(jī)率極低。而絕大多數(shù)配子含有的染色體是非整倍體。這樣沒有完整的染色體組， 染色體數(shù)目喪失平衡，配子的發(fā)育就會受到阻礙，從而喪失了正常的生活能力，因此不能正 常受精結(jié)實(shí)。由此可見，三倍體無籽西瓜一般是不能產(chǎn)生種子的，但并不排除有結(jié)出種子的可能。因 為三倍體產(chǎn)生的配子中，具有N和2N的染色體是有功能的，能受精，雖然出現(xiàn)機(jī)率極低但 仍有可能產(chǎn)生并完成受精而產(chǎn)生種子。那么，無籽西瓜里結(jié)出的種子是幾倍體種子呢？ 無籽西瓜里結(jié)出的種子的染色體組成有兩種可能：（C三倍體西瓜 二倍體西瓜雌S己子雄配子 卿博、合子種子三倍體西瓜 二倍體西瓜 啊子 昨