三倍体无籽西瓜培育原理

高中生物三倍体无子西瓜的培育介绍摘要：本文对生物教学中三倍体无子西瓜培育的原理、过程及一些相关注意事项进行了总结，为学生掌握多倍体相关知识做了系统化指导。

关键词：秋水仙素无子西瓜染色体无子西瓜培育过程：1、三倍体无子西瓜培育属于哪种育种方式?原理是什么?三倍体无子西瓜的培育属于多倍体育种，原理是染色体变异2、在书写多倍体时必须规范书写？多倍体书写时数字必须大写；如：三倍体、四倍体；同时不能简写成三体、四体因为三体、四体是染色体数目的变异中的个别染色体的增加，不是以染色体组的形式成倍增加。

3、培育三倍体无子西瓜一般需要几年？培育三倍体无子西瓜一般需要两年，第一年主要是获得三倍体种子，第二年主要是获得三倍体无子西瓜。

4、在培育三倍体无子西瓜过程中需要几次授粉，有何不同？在培育三倍体无子西瓜过程中需要两次授粉，第一次授粉是在第一年中把二倍体的花粉授给四倍体的母本，完成双受精作用（进行杂交）而获得三倍体的种子；第二次授粉是在第二年中把二倍体的花粉授给三倍体植株，但因三倍体植株不能产生正常的生殖细胞，并不能真正完成双受精作用，授粉只是刺激子房发育成果实。

5、普通西瓜是二倍体（2n=22），无子西瓜是三倍体；无子番茄染色体数目没有发生变化，仍是二倍体。

6、在无子西瓜培育中，二倍体起什么作用？在无子西瓜的培育过程中，用四倍体的西瓜为母本，二倍体的西瓜为父本，这样的组合可得到三倍体的西瓜种子，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？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，第一年收获的三倍体种子是以四倍体作母本，二倍体作父本在四倍体植株上杂交结成的。

第三是提供花粉，但不进行真正的双受精作用，只是花粉刺激子房合成大量生长素，而这些生长素能促进子房发育成果实。

三倍体无籽西瓜培育原理三倍体无籽西瓜是通过杂交育种技术培育而得的一种特殊品种。

它是由两个具有不同倍数的亲本进行杂交，通过细胞多倍化技术使产生的胚发育成为三倍体，因而得名为三倍体无籽西瓜。

其培育原理主要包括亲本选择、花器官去雄和胚胎发育等方面。

首先是亲本选择。

培育无籽西瓜的第一步是选择适宜的亲本。

父本通常为二倍体的有籽西瓜，而母本则通常为四倍体的无籽西瓜。

这样的选择可以确保后代具有无籽的特性，并且维持相对稳定。

同时，选择的亲本要具备抗病虫害、耐旱性强以及品质优良等特点，以保证培育出的新品种具有优良的综合性状。

其次是花器官去雄。

为了培育出无籽西瓜，必须去除花器官中的雄性花蕊，这样才能保证胚胎的发育。

一般采用人工授粉的方法，先将花冠剪去，再使用镊子取掉花丝，将花粉施于雌蕊上，使其受精。

在这个过程中需要注意的是控制温度和湿度，以提高受精率和胚胎发育的成功率。

最后是胚胎发育。

经过人工授粉之后，受精的子房开始发育，形成新的种子。

为了培育出无籽西瓜，需要细胞多倍化技术帮助种子发育成为三倍体。

细胞多倍化是指将细胞的染色体数量倍增，产生三倍体细胞。

这可以通过化学物质或物理因素诱导实现。

三倍体具有更多的染色体，比二倍体更加有利于植物的生长和发育，因此能够获得更好的产量和品质。

三倍体无籽西瓜的培育原理主要是通过杂交育种技术和细胞多倍化技术相结合实现的。

通过选择适宜的亲本，去除花器官中的雄性花蕊，并利用细胞多倍化技术使胚胎发育成为三倍体，最终获得优良的无籽西瓜品种。

这种培育方法不仅能够提高西瓜的品种质量，还能够提高产量和经济效益。

因此在实际生产中得到了广泛应用。

高中生物无籽西瓜的培育原理
无籽西瓜的培育原理是利用了三倍体植株在减数分裂过程中的联会紊乱现象。

在正常的二倍体西瓜植株中，花粉中的染色体组成为n（单倍体），而卵子中的染色体组成为2n（二倍体）。

当花粉与卵子结合时，受精卵中的染色体数目为3n（三倍体），这种三倍体的西瓜种子在发育过程中会出现联会紊乱，导致减数分裂无法正常进行，从而不能形成正常的配子（卵子和精子）。

因此，三倍体西瓜植株无法自身繁殖后代。

为了获得无籽西瓜，通常采用以下方法进行培育：
1. 杂交：将二倍体西瓜植株与四倍体西瓜植株进行杂交。

四倍体西瓜植株的花粉中含有2n 染色体，与二倍体西瓜植株的卵子结合后，形成的受精卵中染色体数目为3n。

2. 诱导三倍体：通过秋水仙素等化学物质处理杂交后的受精卵，诱导其染色体加倍，使其成为三倍体西瓜种子。

3. 种植三倍体西瓜：将三倍体西瓜种子种植，并进行正常的生长和发育。

由于三倍体西瓜植株无法进行正常的减数分裂，所以它们不会产生有籽的果实。

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)。

无籽西瓜运用了什么技术，附培育原理目前无籽西瓜运用了多倍体育种技术中的三倍体培育法。

三倍体西瓜不能形成种子，没有繁殖能力，其亲本是二倍体西瓜和四倍体。

无籽西瓜采用人工诱导多倍体的方法，即通过秋水仙素等有毒物质处理二倍体西瓜的种子或幼苗，使其细胞分裂得到四倍体，再与二倍体的西瓜杂交，从而得到三倍体种子，三倍体的种子发育成的三倍体植株，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。

一、无籽西瓜运用了什么技术1、无籽西瓜运用了多倍体育种技术，目前实现无籽西瓜的技术主要是三倍体培育法。

无籽西瓜是三倍体，由于三倍体细胞在进行减数分裂时会出现联会紊乱的现象，因此三倍体西瓜不能形成种子，是没有繁殖能力的。

其亲本是二倍体西瓜和四倍体。

2、多倍体育种，指利用人工诱变或自然变异等方式，通过细胞染色体组加倍获得多倍体育种材料，用以选育符合人们需要的优良品种，其中用秋水仙素或低温诱导来处理萌发的种子或幼苗是最常用、最有效的多倍体育种方法。

二、无籽西瓜的培育原理1、无籽西瓜采用的是人工诱导多倍体的方法，如秋水仙素等有毒物质处理二倍体西瓜的种子或幼苗，使其细胞分裂得到四倍体，再与二倍体的西瓜植株（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。

由于胚珠不能发育成种子，因而称为三倍体无籽西瓜。

2、普通西瓜为二倍体植物，即体内有2组染色体（2N=22），当幼苗用秋水仙素处理后，可令二倍体西瓜植株细胞染色体成为4倍体（4N=44），这种4倍体西瓜能正常开花结果，种子能正常萌发成长。

三倍体无籽西瓜原理
三倍体无籽西瓜原理是现代西瓜育种学的一种利用原理，它的主要原理是利用多倍体系统对西瓜的育种技术。

基本原理是使用三个不同染色体组合的三倍体，形成一种西瓜无籽体，从而确保西瓜无籽生产，这种技术在西瓜育种学中具有重要的意义，因为使用这种技术可以更好地控制无籽西瓜的产量和质量。

三倍体无籽西瓜育种技术，首先要通过同型对立之试验，确定西瓜新品种的三倍体并鉴定出单倍体。

然后配种时选择特定的几个交配单倍体，使其形成特定的三倍体，从而达到无籽西瓜的生产目的。

种子增殖期间，通过根柢植物的染色体比较，查明它的三倍体染色体完整性，来决定该西瓜的籽粒性状，以及它的遗传特性。

在西瓜育种过程中，三倍体无籽西瓜原理因其在育种技术上的实用性和理论性，而不但得到了大量应用，也受到了广大农民和西瓜种植者们的认可。

通过利用三倍体无籽西瓜原理，不仅可以迅速提高西瓜的品质，而且可以使西瓜种植技术得到大幅提升。

另外，这种技术还可以保证无籽西瓜的高品质，满足人们对无籽西瓜的需求。

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]。

《有关无籽西瓜培育问题》提问：三倍体无籽西瓜没有种子，那么它生长过程所需要的生长素IAA是从哪里得来的呢???1.三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。

2.三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。

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。

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。

3.用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗时，是否所有的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.在培育过程中为何四倍体做母本，可否用二倍体做母本？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。