三倍体无子西瓜培育中的问题释疑
- 格式:doc
- 大小:2.55 MB
- 文档页数:3
“三倍体无子西瓜”有子现象及其原因探讨首先,生殖隔离是导致“三倍体无子西瓜”现象的一个重要原因之一、在西瓜的自花授粉过程中,需要雄花和雌花同时开放,以便进行传粉受精。
然而,由于气候变化、病虫害及其他环境因素的影响,可能会导致雌花在雄花开放前后或不同时间开放,从而无法进行有效的授粉受精。
如果没有受精发生,就不会形成种子,最终导致“三倍体无子西瓜”的现象出现。
其次,染色体数量异常也是造成“三倍体无子西瓜”现象的一个重要原因。
通常情况下,西瓜植株的染色体数量是为2倍体,但是在一定的条件下,可能会发生染色体数量异常,形成3倍体的植株。
3倍体植株因为染色体数量的增加,各个组织细胞的细胞核也会相应地增大,从而促进了果实的膨大和生长。
然而,由于雌雄花发育受到染色体数量的影响,可能导致受精困难或无法受精,从而无法形成种子,即“三倍体无子西瓜”。
此外,遗传因素也可能是导致“三倍体无子西瓜”现象的原因之一、在西瓜的育种过程中,人们常常通过杂交选育的方法来获得优秀的品种。
如果不同品种之间的遗传背景较为不同,可能会导致不兼容性,从而影响受精过程。
这种遗传背景不同所导致的不兼容性可能会造成雌雄花发育不协调,进而导致受精困难或无法受精,最终导致“三倍体无子西瓜”的现象发生。
综合上述分析,造成“三倍体无子西瓜”现象的原因主要包括生殖隔离、染色体数量异常以及遗传因素等多个方面。
针对这些原因,我们可以通过改善生殖隔离条件、优化授粉受精环境、筛选染色体数量正常的品种以及通过杂交育种选择配合性强的亲本等措施来减少或规避“三倍体无子西瓜”现象的发生。
这样可以提高西瓜的产量和品质,促进西瓜产业的可持续发展。
三倍体无子西瓜培育的几个疑难问题分析三倍体无子西瓜培育的几个疑难问题分析一、三倍体无子西瓜是怎样培育出来的 ,为何无种子?普通西瓜是二倍体(2N=22),无子西瓜是三倍体(3N=33),三倍体无子西瓜是利用二倍体西瓜通过多倍体育种培育出来的。
第一年:制备三倍体种子。
用秋水仙素处理二倍体西瓜萌发的种子或幼苗,获得四倍体 (4N=44)西瓜植株然后让四倍体西瓜作母本,开花时去雄,二倍体西瓜作父本【为什么?下面问题4有回答】,取其花粉授于四倍体雌蕊上进行杂交,含两个染色体组的卵细胞与含有一个染色体组的精子结合,形成的受精卵含3个染色体组,由其发育成的种子就含有3个染色体组 ,这样在四倍体植株上就能结出三倍体的种子。
第二年:获得无子西瓜。
将第一年得到的三倍体种子种下,待其开花后,授以二倍体西瓜的花粉 ,在三倍体植株上结出了无子西瓜。
用二倍体西瓜的成熟花粉给三倍体西瓜授粉的目的,是刺激子房发育成果实 ,并不是受精作用。
三倍体西瓜无子的原因是由于三倍体植株在减数分裂时,同源染色体联会紊乱,因而不能形成正常的生殖细胞,无法完成受精作用,胚珠不能发育成种子 ,而果实能正常发育 ,所以这种西瓜就不含种子。
那么为什么三倍体西瓜不能形成正常的生殖细胞呢?二倍体西瓜的体细胞内具有2套完整的染色体组,在有性生殖过程中,进行减数分裂形成具有1套完整染色体组的配子,这种雌雄配子结合便形成正常的二倍体种子。
四倍体西瓜也是如此形成正常的四倍体种子。
三倍体西瓜的体细胞内有3套完整的染色体组,经减数分裂从理论上讲应该形成2套、各具有16.5条染色体的配子,但事实上是不可能的。
因为在配对时 ,每条同源染色体配对 ,形成11个三价体 ,在分配给子细胞时只能是三价体中的任意1条染色体(称单价体 ,用Ⅰ表示)到一个子细胞 ,另外2条染色体(称二价体 ,用Ⅱ表示)到另一个子细胞 ,这样子细胞中的染色体就会出现11Ⅰ 、10Ⅰ+1 Ⅱ、9Ⅰ+2Ⅱ、·······1Ⅰ+10Ⅱ和各种组合 , 11、12 、13 ·······20、21和22各种数目。
随着科技的发展,无籽西瓜的诞生更加方便了人们的食用。
由于无籽西瓜是二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交而成结出的果实,相比起二倍与四倍西瓜,它具有甜度高、口感好、易保存等特点。
然而,虽然它与普通西瓜的栽培方式与技术基本相同,它的存活率远不如普通有籽西瓜。
因此,培育人员需要提高无籽西瓜的培育技术,避免栽培工程中常出现的问题,以此提高无籽西瓜的成活率。
一、无籽西瓜栽培过程中常见的问题及原因1、无籽西瓜的种子发芽率较低无籽西瓜在栽培过程中容易出现种子胚胎发育不良的现象,到最后无籽西瓜的子叶较小且出现发育畸形,无法贮藏足够的营养物质。
并且,胚胎只占种子全部质量的40%左右,相较于普通的西瓜胚胎低了大约11%。
同时,无籽西瓜的种皮与普通西瓜相比更加厚实,且木栓化程度较高,因此胚根在突破种壳的生长过程中会遇到更大的阻力。
此外,无籽西瓜种子种脐部位的种皮大约是普通西瓜的两倍厚度,其他部位的种皮厚度也达到了普通西瓜的1.5倍左右。
而且由于无籽西瓜种子发芽的环境要求较为严格,适温必须控制在33-35℃,比普通西瓜种子的发芽温度要求高大约5℃。
这些严格的发芽环境要求与无籽西瓜种子的特性,都是导致无籽西瓜的种子发芽率较低的关键因素。
2、无籽西瓜的胚芽成苗率不高由于无籽西瓜种子的特性,导致无籽西瓜的胚芽发育不够充足,子叶中未能贮藏足够支撑胚芽发育的营养物质。
因此,胚芽即使成功破土生长,也难以满足其持续生产的需求。
其次,现阶段部分瓜农在进行无籽西瓜的栽培时,忽视了先进育苗技术的合理运用,没有对苗床进行严格的栽培管理。
这就导致在无籽西瓜的栽培过程中出现播种过深幼苗难以突破土层,种子没有及时“摘帽”,苗床的湿度与温度没有科学把控,病虫害防治不及时等问题,进而造成无籽西瓜的胚芽成苗率不高的结果。
3、无籽西瓜在缓苗期出现死苗受到温度低、湿度高等气候因素影响,无籽西瓜栽培地容易出现土壤土质偏黏、透气性差的现象,这就导致无籽西瓜的二瓜苗在定植后会因为沤根而发生大量死苗的状况。
三倍体无籽西瓜培育中的几个问题三倍体无籽西瓜没有种子,那么他生长需要的生长素是哪里得来的呢?三倍体无籽西瓜发育生长素的来源问题新教材上册讲到生长素促进果实发育时说:“发育着的种子能够产生大量生长素,在生长素的作用下,子房发育成果实。
”而下册教材讲三倍体时又言:“三倍体开花时,授以二倍体成熟花粉,能刺激子房发育成为果实(西瓜),因为胚珠并不发育成种子,所以这种西瓜叫无子西瓜”。
那么问题就出来了:没有胚珠,不形成种子,也就不产生大量生长素,那三倍体子房如何发育?其实,问题的关键在于所受的二倍体的花粉起了作用。
我们知道,三倍体植株在减数分裂时由于同源染色体联会紊乱,几乎不可能产生种子。
但是当其柱头接受了二倍体的花粉后,花粉在萌发的过程中,将自身使得色氨酸转化为吲哚乙酸的酶体系分泌到了三倍体西瓜植株的子房中去,促发了其子房合成了大量生长素;还有,二倍体花粉本身也携带少量的生长素,受粉以后也可以扩散到子房中去,正是这两种途径的共同作用,才促使了三倍体西瓜的子房发育,最终形成了无籽西瓜!必须搞清楚的几个问题:①关于两次传粉:第一次传粉是杂交得到三倍体种子,第二次传粉是为了刺激子房发育成果实。
②为何不以二倍体西瓜为母体?如果以二倍体西瓜作为母体,四倍体西瓜作父本,也能得到三倍体种子,但这种三倍体种子结的西瓜,因珠被发育成厚硬的种皮,达不到“无籽”的目的。
③用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗使之成为四倍体,秋水仙素应处理幼苗或萌发的种子。
因为萌发的种子、幼苗具有分生能力,细胞进行有丝分裂,秋水仙素处理后可达到使产生的新细胞染色体数目加倍的目的。
④秋水仙素处理后,分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍,而未处理的如根部细胞染色体数仍为二倍体。
⑤四倍体植株上结四倍体西瓜,四倍体西瓜内结的种子为三倍体,其种皮为四倍体。
三倍体西瓜的果皮种皮是四个染色体组,来源于母本,胚芽由受精卵发育来,有3个染色体组(2 1),胚乳由受精极核发育来有五个染色体组用二倍体西瓜为亲本,培育“三倍体无籽西瓜”过程中,下列说法正确的是()A.第一年的植株中,染色体组数可存在2、3、4、5个染色体组B.第二年的植株中没有同源染色体C.第一年结的西瓜其种皮、胚、胚乳的染色体组数不同,均是当年杂交的结果D.第二年的植株中用三倍体做母本,与二倍体的父本产生的精子受精后,得不育的三倍体西瓜答案选A。
高中教材中关于无籽西瓜的培育的说明人教版高中生物必修二染色体变异这节课课后的拓展题涉及到三倍体西瓜的问题。
尽管这部分内容从原来老教材的正文部分移到了课后的练习中,但在学习这部分内容时很多学生和老师依然存在着疑点。
下面就教学和在网上生物论坛讨论时遇到的疑问进行分析。
1 三倍体无籽西瓜绝不可能结出种子吗?无籽西瓜是同源三倍体(3n=33),是由四倍体母本(用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜幼苗而获得的),接受二倍体父本花粉而培育出来的三倍体种子长成三倍体植株所结的果实。
同源三倍体植株的性母细胞在减数分裂时,每同源的三条染色体在减数第一次分裂的前期时,或组成一个三价体,或组成一个双价体和单价体。
在后期时,三价体一般是两条进入一极,一条进入另一极;二价体中两条同源染色体分离正常,移向细胞的两极,单价体一般随机进入两极中的一级[1]。
所以就同源的三条染色体而言,形成二倍体配子和单倍体的配子的概率各位1/2。
而三个染色体组经减数分裂形成二倍体配子和单倍体配子的概率各为(1/2)11,只有这样的配子才是平衡的(可育的)。
因此三倍体西瓜植株形成真正的种子的几率在理论上可推算为[2]:由此可见,三倍体西瓜并非不能产生可育的配子,并非不能结出种子,而是一般情况下结种子的几率很低而已。
由此进一步拓展,为了省去每年制三倍体种子的麻烦,可以将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组织苗或人工种子,再进行移栽或种植即可。
2 三倍体无籽西瓜发育时生长素从哪里来?我们知道,发育着的种子能够产生大量的生长素,在生长素的作用下,子房发育成果实。
当三倍体植株开花时,需要授给二倍体普通西瓜的成熟的花粉,以刺激子房发育而成为果实(西瓜),因为胚珠并不发育成为种子,所以这种西瓜叫做无籽西瓜。
问题在于不形成种子也就不能产生大量的生长素,那么三倍体的子房是如何发育成果实的呢?其实,关键在于所授的二倍体的花粉起了作用。
通过上面三倍体西瓜育性问题的分析可知,三倍体植株在减数分裂时由于联会紊乱产生正常配子(2n或n)的概率仅为(1/2)n-1,产生真正种子的概率极低[3]。
无籽西瓜生产中存在的问题及对策摘要无籽西瓜具有其特有的生理特性,栽培管理上不同于有籽西瓜。
针对无籽西瓜生产中经常遇到的问题,剖析了原因,提出了对策。
关键词无籽西瓜;生产;存在的问题;对策无籽西瓜由于糖度高、口感好、食用方便等特点,越来越受到人们的青睐。
因无籽西瓜特有的生理特性,在栽培管理上不同于有籽西瓜,如不了解,就很难栽培出高产、优质、迎合消费者需要的无籽西瓜。
现就无籽西瓜生产中经常遇到的问题的原因及对策探讨如下。
1种子发芽率低1.1原因(1)无籽西瓜为三倍体,胚仁仅占种子重量的38.5%,比普通西瓜低11.5%,种仁发育不良,子叶小而畸形,贮藏的营养物质少。
(2)种子厚。
无籽西瓜种子脐部的种皮厚度为普通西瓜的2倍,其他部位的种皮厚度约为普通西瓜的1.5倍,木栓化程度高,吸水困难,长出种壳阻力大。
(3)无籽西瓜种子发芽要求条件高,其发芽适温为33~35℃,比普通西瓜高5℃左右。
1.2对策(1)用55℃的水浸种并不断搅拌,冷却到30℃浸种8h,帮助种子吸水,软化种皮。
(2)破壳,减少胚根生长出壳的阻力。
即浸种够8h后捞出种子放入干净毛巾中,表面的黏液擦干后,进行人工“嗑籽”,用牙齿将脐部轻轻嗑一下,嗑时不要伤及种胚,嗑后不能再遇水,用拧干的湿棉布包裹好。
(3)提高催芽温度。
有籽西瓜发芽适温为28~30℃,无籽西瓜的发芽温度提高5℃,适温范围33~35℃。
2成苗率低2.1原因(1)三倍体无籽西瓜种子本身的原因,胚发育不充实,子叶中贮存的营养物质不足,种芽出土后的营养需求难以满足。
(2)育苗技术差,苗床管理不善。
如播种过深,幼苗难出土;播种过浅,种子“带帽”出土,而又未及时摘帽;苗床温度、湿度控制不当;未及时防治病虫害等。
2.2对策帮助种芽迅速出土。
浇足底墒,并做到浅埋、深盖,去浮土,提高苗床地温等。
3坐瓜率低及“空秧”3.1原因(1)幼苗期管理不当,幼苗徒长,雌花形成少,坐瓜机会少。
(2)植株肥水管理不当,坐瓜前营养生长过旺,坐不住瓜。
无籽西瓜培育过程中的问题探讨为什么三倍体无籽西瓜的培育过程中一定要用四倍体做母本选用4倍体做母本是因为多倍体的花粉的可育性低于两倍体多倍体做母本2倍体做父本种子产量会高些那还与细胞质的遗传有关,细胞质的遗传是母本遗传,正如:用4倍体做母本~以后的西瓜的瓢就多皮很薄~~~~~~的意思咯~~~如果用二倍体西瓜作母本、四倍体西瓜作父本,即进行反交,则会使珠被发育形成的种皮厚硬,从而影响无子西瓜的品质;如果仅从染色体组的角度考虑,无论用二倍体作父本四倍体作母本还是用四倍体作父本用二倍体作母本,杂交得到的子代都是三倍体;但是,三倍体西瓜并非不产生胚珠,而是胚珠中不能正常通过减数分裂产生卵细胞也就是说,“无籽西瓜”并非没有种子的所有部分,只是没有种子的胚和胚乳而已,种子的种皮还是有的;我们知道,真核生物除了有核基因外,线粒体、叶绿体中还有细胞核质基因,而后者则几乎全部是来自母本的;也就是说,如果用二倍体作父本四倍体作母本,则三倍体西瓜的细胞质基因来自四倍体;反过来,如果用四倍体作父本二倍体作母本,则三倍体西瓜的细胞质基因来自二倍体;实践证明,细胞质基因来自二倍体的三倍体西瓜,其珠被能正常发育成种皮这样一来,得到的“无籽西瓜”在吃的时候,人们的感觉将是完全有籽的因为,我们之所以不喜欢有籽西瓜,并不是不喜欢它种子中的胚,而是不喜欢它那坚硬的种皮无籽西瓜三倍体无籽西瓜是根据染色体变异的原理培育而来的;但是,无籽西瓜的发育仍然需要生长素,那么没有种子,生长素从何而来呢一般来说,生长素在植物体内的合成部位是叶原基、嫩叶和发育中的种子,在这些部位,存在着与生长素合成有关的酶系;在多种酶的催化作用下,植物体内的色氨酸经过氨基转换、脱羧作用和两个氧化步骤,最终变成生长素吲哚乙酸;在二倍体西瓜的花粉中,除含有少量的生长素外,同样也含有使色氨酸转变成生长素的酶系;当二倍体花粉萌发时,形成的花粉管伸入到三倍体植株的子房内并将自身合成生长素的酶体系转移到其中,从而在子房内仍能合成大量的生长素,促使子房发育成无籽果实 ;无籽西瓜出现正常种子的原因:一、三倍体无籽西瓜本身就可产生少量的正常种子;三倍体无籽西瓜主要是雄配子高度不育%的雄配子不育造成的,但还有%的雄配子是可育的1/2Nn-1,所以还有一千零二十四分之一的机会可以形成正常的种子,但为数不多,一般每瓜有1至3粒;二、“返祖”现象;三倍体无籽西瓜在田间还会产生外观性状同无籽西瓜母本相似的二倍体有籽西瓜,没经验的瓜农是看不出来的,这种现象叫“返祖”;主要是由于多倍体西瓜在种子形成过程中,细胞染色体分裂不正常引起的;有经验的瓜农可在无籽西瓜育苗期根据其不同的性状进行剔除或在收瓜前将其区分开;三、种子纯度不高;有母本或其他二倍体西瓜种子混入;可在播种时挑种剔除;三倍体无籽西瓜的果实里无籽,避免了吃西瓜时吐瓜籽的麻烦;含糖量比普通西瓜提高了10%左右,吃着特别甜;而且产量高,抗逆性强;它的这些特点对学生产生了极大的兴趣,尽管现行高中生物教材P202—204页,将三倍体无籽西瓜的培育过程列为学生的阅读材料,但学生在阅读这部分材料的过程中,表现出了强烈的求知欲望;甚至有的学生想在自己家种的西瓜田里进行试验;学生们对三倍体无籽西瓜的培育过程展开了热烈的讨论,提出了一系列问题;笔者欲借本刊之一角就一些典型问题讨论如下:一、用秋水仙素诱导获得四倍体植株,为什么需在种子萌发或幼苗期进行处理秋水仙素只有渗透入分生组织正在分裂的细胞后,才能抑制纺锤丝的形成,使复制后的染色体共存于该细胞中,进而经有丝分裂形成染色体相应加倍的细胞组织;在二倍体西瓜种子萌发或幼苗期,组织细胞分裂能力较强,故此时用秋水仙素进行处理最合适;二、获得三倍体西瓜种子时,用二倍体为四倍体提供花粉,如果反交能否获得三倍体西瓜种子在现行高中生物教材,介绍获得三倍体西瓜种子时,讲道:“用四倍体植株作母本,用二倍体植株作父本,进行杂交,就能在四倍体上结出三倍体的种子;”如果反交,能否获得三倍体的西瓜种子呢四倍体与二倍体西瓜,无论正交或反交,都能产生三倍体的种子;但是反交获得的三倍体西瓜的胚珠硬化,种子发育比较困难,形成的三倍体种子难于萌发;且果实品质差,而正交,不但能获得三倍体的种子,且四倍体的西瓜吃着味道甜美;故获得三倍体西瓜种子时通常以二倍体为四倍体提供花粉;三、三倍体西瓜与二倍体西瓜如何搭配种植才合适种植三倍体西瓜时,通常间隔种植二倍体西瓜较为适合;这样,开花时,便于借助昆虫将二倍体的花粉传授到三倍体植株的雌蕊柱头上,可为三倍体提供足够的外源生长素,促使其子房发育成果实无籽西瓜;四、三倍体无籽西瓜的发育过程中需要不需要生长素若需要,生长素从何而来现行高中生物教材,介绍生长素能促进果实发育的生理作用时,是这样讲的,“实验证明,雌蕊受粉以后,在胚珠发育成种子的过程中,发育着的种子里合成了大量的生长素;这些生长素能够促进子房发育成果实;如果雌蕊受粉以后,在子房发育成果实的早期,除去发育着的种子,果实就会由于缺乏生长素而停止发育,甚止引起果实早期脱落;如果在没有受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液,子房照常发育成果实,但是因为没有经过受精,所以果实里不含有种子;”这些实验证明,生长素是果实正常发育所必需的;果实发育过程中所需的生长素通常是由发育着的种子提供的,如果果实里不形成种子,则可以用人工在雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液,子房在生长素的促进作用下仍能发育成果实;由此可见,三倍体无籽西瓜的发育过程中必需要有生长素促进作用方可进行;那么,三倍体无籽西瓜的发育过程中,生长素又从何而来呢三倍体的西瓜植株,由于在减数分裂的过程中,染色体的联会发生紊乱,因而不能形成正常的生殖细胞,胚株并不发育成种子;在三倍体无籽西瓜的培育过程中,也没有用人工在雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液;虽然在培育过程中使用了秋水仙素,但这与果实的发育无关;原来,三倍体西瓜植株上的雌蕊要用二倍体西瓜的花粉刺激,子房才能发育成果实,从而结合无籽西瓜;这是因为二倍体西瓜的花粉中有色氨酸酶系,可以诱导三倍体子房合成生长素即花粉蒙导作用在生长素的作用下,才能结出无籽西瓜;五、三倍体无籽西瓜为什么含糖量比普通西瓜能提高10%,且产量高,抗逆性强三倍体无籽西瓜的这一系列变异特征,显然是由于核内染色体加倍,以致等位基因增加而引起的“剂量效应”;当然,由于三倍体西瓜无籽,本当储藏于种子的子叶中的那部分营养物质,就以糖的形式存在于果实的果肉细胞中了,这也是三倍体无籽西瓜比普通西瓜含糖量高的原因之一。
三倍体无籽西瓜的培育三倍体无籽西瓜因其具有含糖量高、口感好、易贮藏等特点而倍受人们的青睐,但其培育过程未必人皆知之。
笔者现从遗传学的角度对三倍体无籽西瓜的培育谈一浅见:1 原理采用人工诱导多倍体的方法。
如用秋水仙素(一种植物碱)处理二倍体西瓜的种子或幼苗,使其在细胞分裂的中期,阻碍纺锤丝和初生壁的生成,使已经复制的染色体组不能分向两极,并在中间形成次生壁。
结果就形成了染色体组加倍的细胞,使普通二倍体西瓜染色体组加倍而得到四倍体西瓜植株。
然后与二倍体西瓜植株(作为父本)杂交,从而得到三倍体种子。
三倍体的种子发育成的三倍体植株,由于减数过程中,同源染色体的联会紊乱,不能形成正常的生殖细胞。
再用普通西瓜二倍体的成熟花粉刺激三倍体植株花的子房而成为三倍体果实,因其胚珠不能发育成种子,因而称为三倍体无籽西瓜。
2 具体措施(1)用0.2~0.4%的秋水仙素(C22H26O6N)液体将二倍体普通西瓜的种子浸泡12~24小时,或在每天下午6~7点钟用0.2~0.4%的秋水仙素液体滴在其幼苗茎尖生长点上,连续进行四天。
(2)处理后的种子或幼苗,要用清水洗干净。
处理及缓苗期间,应将植株置于散光下,以免日光直接照射,致使秋水仙素分解破坏。
同时亦切忌高温,因为在高温情况下,秋水仙素对植物的毒性增强,容易造成死苗。
因此,在成活前应给予良好的栽培条件和精心管理。
(3)多倍体的鉴定:①用秋水仙素溶液处理后,应注意观察多倍体植株。
若形成多倍体,它萌芽的肥厚度明显增加,幼根尖端发生膨大现象;②考察植株的体型,多倍体具有体型较大的特点。
如叶片较大,根茎变粗,花、果实、种子都较大,茎叶组织比较粗糙,颜色深绿,有时有皱缩现象;③四倍体叶面的气孔较大,单位面积气孔数目相对减少,花粉粒较二倍体的花粉粒大一倍以上;④为了鉴定的准确起见,尚须直接在显微镜下检查染色体数目是否已经加倍(普通二倍体西瓜2N=22,四倍体西瓜4N= 44)。
(4)三倍体西瓜制种:用四倍体西瓜作母本,授以二倍体的花粉粒,结出三倍体的西瓜种子(存在于四倍体的子房发育成的西瓜中)。
三倍体无子西瓜培育中的问
题释疑
集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
三倍体无子西瓜培育中的问题释疑
1、三倍体无籽西瓜为什么含糖量比普通西瓜能提高10%,且产量高,抗逆性强
三倍体无籽西瓜的这一系列变异特征,显然是由于核内染色体加倍,以致等位基因增加而引起的“剂量效应”。
当然,由于三倍体西瓜无籽,本当储藏于种子的子叶中的那部分营养物质,就以糖的形式存在于果实的果肉细胞中了,这也是三倍体无籽西瓜比普通西瓜含糖量高的原因之一。
2、使用人工方法获得同源四倍体,为什么选择二倍体西瓜的幼苗或萌发的种子作为处理对象
人工诱导多倍体的形成实质上是利用秋水仙素作用于正在进行有丝分裂的细胞,抑制其纺锤体的形成,使染色体的着丝点分裂后,两姐妹染色单体分开形成的子染色体不能分配到两个子细胞中去,从而导致植株体细胞的染色体数目加倍。
由于二倍体西瓜的幼苗或萌发的种子,其分生组织的细胞分裂能力较强,故适合作为处理对象。
3、用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗,是否所有细胞染色体组都是四个
用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗使之成为四倍体,秋水仙素应处理幼苗或萌发的种子。
因为萌发的种子、幼苗具有较强的分生能力,细胞进行有丝分裂,秋水仙素处理后可达到使产生的新细胞染色体数目加倍的目的。
但秋水仙素处理后,只能使分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍,而未处理的如根部细胞染色体组数仍为两个染色体组。
4、获得三倍体西瓜种子(♀ 4n×♂ 2n)时,用二倍体为四倍体提供花粉,如果反交,能否获得三倍体西瓜种子?
用四倍体植株作母本,用二倍体植株作父本,进行杂交,就能在四倍体上结出三倍体的种子。
如果反交,能否获得三倍体的西瓜种子呢四倍体与二倍体西瓜,无论正交或反交,都能产生三倍体的种子。
但是反交获得的三倍体西瓜雌花中的珠被会发育成硬壳种皮,种子发育比较困难,形成的三倍体种子难于萌发;且果实品质差,而正交,不但能获得三倍体的种子,且四倍体的西瓜吃着味道甜美。
故获得三倍体西瓜种子时通常以二倍体为四倍体提供花粉。
5、同源四倍体与二倍体杂交后获得三倍体西瓜,为什么高度不育
三倍体西瓜的细胞内有三个染色体组,当它进行进行减数分裂时,由于同源染色体的联会配对会发生紊乱,造成染色体很难平均分配到子细胞中去,结果得到的绝大多数配子是染色体数目不均衡的配子,不能正常的受精结实,只有极少数的配子为正常配子,可见三倍体无籽西瓜是高度不育的。
6、三倍体无籽西瓜真的无籽吗若有子,可为几倍体
三倍体无籽西瓜在减数分裂过程中,由于细胞中存在三条相同的同源染色体,因此在减数第一次分裂的联会时期,常常发生联会紊乱,导致不能产生正常的生殖细胞,因此我们说三倍体无籽西瓜是无子的。
但也会出现减数分裂过程中,两组染色体移向一极,;另一组移到另一极,这样就可以产生含两个染色体组和含一个染色体组的生殖细胞,那么它在接受二倍体植物产生的花粉以后,就可以完成受精作用,形成含三个染色体组和含两个染色体组的受精卵,将来就可以形成三倍体和二倍体的种子。
也可能三个染色体都移向一极。
7、三倍体无籽西瓜能否遗传如何遗传
因为三倍体无籽西瓜的原理是染色体变异,属于可遗传的变异,能遗传。
但是三倍体无籽西瓜由于没有种子,所以不能通过有性生殖产生后代,要想大量繁殖,只能通过无性繁殖产生后代(如扦插瓜秧)。
8、三倍体无籽西瓜培育过程中两次用到二倍体西瓜的花粉,其生理作用相同吗
两次授粉,其生理作用是不同的。
(1)第一次授粉是将普通二倍体西瓜的花粉授在四倍体西瓜的雌蕊柱头上,其目的是让二者进行杂交得到三倍体种子。
(2)第二次授粉是将二倍体的花粉授在三倍体的雌蕊柱头上,其目的是为了刺激三倍体西瓜的子房发育成果实。
那么二倍体西瓜的花粉为什么能刺激三倍体西瓜的子房发育成果实呢原因有二:一是二倍体西瓜的花粉能产生少量生长素,二是二倍体西瓜的花粉中有一种色氨酸酶,能催化三倍体西瓜细胞内的色氨酸转化为生长素,这样就满足了三倍体西瓜子房发育成果实所需要的生长素。