无子西瓜培育过程中的六个问题
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无子西瓜培育过程中的六个问题
袁文祥(江西省井冈山市宁冈中学343609)
1.问:经秋水仙素处理的二倍体西瓜幼苗,所有细胞都是四倍体吗?
用一定浓度的秋水仙素处理普通西瓜幼苗的生长点,导致染色体加倍成四倍体西瓜,但其根尖等处的细胞仍含2个染色体组,从而实际上是一个嵌合体。
2.问:三倍体西瓜种子种下去后,为什么要授以二倍体西瓜的花粉,
三倍体西瓜的植株在减数分裂过程中,由于染色体联会紊乱,不能形成正常的生殖细胞,因而所授予的二倍体的成熟花粉中的精子不能进行受精,但其花粉中含有催化(色氨酸)产生生长素的酶,这样花粉刺激子房合成大量生长素,其次二倍体花粉本身含有少量的生长素,在授粉后可扩散到子房中去。
这两种来源的生长素均能使子房发育成果实。
3.问:二倍体的花粉为什么能刺激三倍体西瓜子房壁产生生长素
二倍体的花粉刺激三倍体西瓜子房壁产生生长素的原理:在三倍体植株上授以二倍体的花粉后,花粉在柱头上萌发的过程中,将自身的色氨酸转变为吲哚乙酸的酶体系,并分泌到三倍体西瓜子房中去,引起子房合成大量生长素。
4.问:为什么不用反交组合(二倍体雄×四倍体雌)得到三倍体的西瓜种子呢?
四倍体植物属于多倍体,种子较大,把它作为母本培育出来的西瓜种子种下后,植株较健壮,并且结出的无子西瓜中只有柔软的胚珠,没有种子。
如果以四倍体西瓜作父本,二倍体作为母本结出的三倍体种子,将来发育成的植株雌花中的胚珠会生成硬壳,像有种子一样,达不到培育无子西瓜的目的,所以这种杂交方案不能采用。
5.问:为什么不用生长素类似物来获得无子西瓜呢?
激素无子西瓜是利用植物激素,处理普通二倍体西瓜的雌花所结没有种子的果实。
最早利用外源激素处理创造当代无子西瓜的是我国著名学者黄昌贤教授,他在1938年采用萘乙酸(NAA)羊毛脂软膏处理切伤的二倍体西瓜柱头,获得了7.21%的无子西瓜。
谭素英用强力坐瓜灵处理未授粉的西瓜雌花子房,也产生无子西瓜果实。
上述利用外源激素处理获得无子西瓜,理论上可行,但费时费工,要严格掌握药剂浓度和处理时间以及严格的栽培技术措施,这种方法也容易产生食品安全问题,因而生产上还难以利用。
不用外源生长素处理还有个重要原因是西瓜很大,外涂的生长素很难深入到内部去发挥作用。
如果它在浅层起作用,就有可能使西瓜发育出很厚的“皮”,这样一来,西瓜就不像西瓜,倒是变成东冬瓜了。
总之利用生长素获得无子西瓜,坐果率低,坐果不稳定,诱导果实皮厚、畸形、味淡等。
6.问:三倍体西瓜在培育过程中二倍体用了几次?
三倍体无子西瓜的整个培育过程需二年时间,二倍体共用了三次,其作用不同。
第一是作为诱导四倍体的被处理的材料,将二倍体西瓜的幼苗用秋水仙素处理,使其染色体数目加倍,从而使它成为四倍体。
第二是作为父本提供配子,与四倍体植株杂交得到三倍体种子。
第三是为三倍体西瓜的发育提供花粉,使三倍体西瓜的子房产生大量生长素。