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1、关于无籽西瓜的若干问题思考！关于无籽西瓜的若干问题思考！无籽西瓜的产生由来：无籽西瓜的产生由来：西瓜栽培历史悠久，从古埃及至今已有 4 0 0 0 多年的历史 ，我国栽培西瓜的时间也 长达 2 0 0 0 年 以上 。自有西瓜以来， 西瓜都是有种子的， 西瓜无籽 曾被认为是异想 天开的事 ， 然而这种异想终于变成了现实。2 0 世纪 4 0 年代 日本科学家木原均等首先 育成了三倍体无籽西瓜 ；继之，美国、 前苏联等 许多国家也对其进行了研究 ；我国起 步虽晚， 但现已成为世界无籽西瓜科研和生产第 1 大国。 三倍体西瓜又称三倍体无籽西瓜 它是 四倍体西瓜与二 倍体西瓜的杂交一代西瓜。具有多
2、倍体与杂交一代的双重优 势。具体表现为 ： ( 1 ) 果实中无种子， 只有小 、 薄且 白 嫩的种 皮， 食用方便 、 卫生和安全 ， 老少皆宜。( 2 ) 含糖量高 ， 糖分均 匀， 瓤 质脆， 风味好， 品质优。( 3 ) 具有哭实大、 1 株多果和多次 结果习性， 丰产稳产性 好 。( 4 ) 植株生长旺盛 ，分枝力强， 易管理。( 5 ) 对多种病害有较强的抗性。 ( 6 ) 对 不 良环境 ， 特别是 对较大的土壤湿度有较强的忍耐性 ， 这是我国南方暖湿地区 无籽 西瓜 比有籽西瓜发展快的重要原因。 ( 7 ) 耐贮藏运输能 力强 ，货架期长。 由于以上 优点 ， 故三倍体无籽西瓜
3、是 3 类无籽 西瓜中惟一在生产上大面积栽培， 且发展前景广 阔的无籽西瓜。 秋水仙素的作用：秋水仙素的作用：秋水仙素对植物细胞和细胞内物质的作用具有选择性和时间性。秋水仙素只对处于旺 盛分裂期的植物细胞起作 用 ， 对静止期 ( 间期 ) 的细胞不起作用 。秋水仙素有阻碍 细胞 有丝分裂中期纺锤丝和纺锤体的形成而不防碍染色体行为 的作用 ， 这种作用一定 时间后会消失， 细胞可恢复正常活动。 无籽西瓜的传代：无籽西瓜的传代：无籽西瓜可 以采用瓜蔓扦插 、 组织离体培养和配种 3 种方法传宗继代。但前 2 种 局限性大 ， 一般不采用 ， 生产中常用 的是“ 配种” 这一方法。具体做法是将母本
4、 四 倍体与父本二倍 体种子或幼苗按一定比例种植田间。在盛花期进行人工套袋 隔离杂交授 粉。西瓜成熟时期剖瓜取种 ， 便获得三倍体西瓜 种子。只要每年繁殖母本四倍体和父本 二倍体的自交种及他 们的杂交种 ， 便可以源源不断地生产 出三倍 体种子 ， 年年生产 出无籽西瓜 ， 因此无籽西瓜不会绝种。 原理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 处理二信体西瓜的种子或幼 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
5、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。过程：过程：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 。小面积制种,按照西瓜开花习性,在每天下午按时套 袋 防止 自由传粉 。第二天早晨进行人工授粉,同时挂上标记。大面积制种时则需要分区 隔离 ,按一定 比例培植四倍体母本和 二倍体父本的植株,且要及时为母
6、本去雄使四倍体植 株接受二倍体父本植株的花粉 ,以产生三倍体种子备用。以上是第一年的工作。在第二年, 将三倍体种子与二倍体种子间种,自然或用人工的方法 ,让二倍体花粉刺激三倍体植株的子 房发育成西瓜,即成三倍体无籽西瓜。在大田生产中三倍体种子也可以不与二倍体种子间种 ,而 是只种三倍体种子。在其植株开花期间,用低浓度 2.4D（2-4-二氯苯氧乙酸） 喷洒在花蕾 上,使子房发育成无籽西瓜果实,应当注意 种子是由胚珠的 各部分发育而成,果实由子房发 育而成。所以第一年得到的西瓜应是四倍体西瓜 ,其中的种子是三倍体的。确切地说,该种 子的胚是三倍体的,而种皮则是四倍体的 该种皮由四倍体的珠被发育而
7、成 。第二年得到的 西瓜才是三倍体西瓜 ,其内无籽确切地说是只有种皮三倍体的胚珠发育而成而无胚 授粉不 受精 ,不能形成受精卵,因而无胚 。问题问题 1 1 四倍体西瓜开花后， 接受二倍体西瓜的 花粉后的发育过程中， 四倍体西瓜个体体细胞共有几种( 只考虑细胞染色体组数) ? 解析 由于该四倍体西瓜是在幼苗时期用秋水 仙素处理顶芽获得的，所以其根部 细胞仍属二倍体， 细胞含两个染色体组；由于植物的地上部分是经秋水仙 素处理后的芽 发育而来的， 所以茎、 叶等的细胞为四倍 体细胞， 细胞内含四个染色体组；种子发育 过程中胚乳 由受精的极核发育而来， 每个极核( 来自 4 n ) 含 2 个染 色
8、体组， 1 个精子 ( 来 自 2 n ) 含 1 个染色体组， 两个极核 和一个精子受精形成的受精极核及其后来经有 丝分裂 形成的胚乳细胞中就含有 5 个染色体组； 胚是由受精卵发育而来， 卵细胞( 来 自 4 n ) 含 2 个染色体组， 来 自 2 n 的精子含 1 个染色体组， 所以受精卵及后来经有 丝分裂形成的胚细胞含 3 个染色体组， 属三倍体。 所以， 此西瓜个体含有 4 种细胞， 分别含有 2 、 3 、 4 、5 个染色体组。 问题问题 2 2 子房发育成果实， 需要子房内正在发育 的种子提供大量生长素， 而无籽西瓜在发育过程中， 子房中并无种子发育，促进子房发育的生长素从哪
9、里来? 解析 当三倍体西瓜开花后，本身不能进行减数 分裂形成正常的生殖细胞，需要 用二倍体西瓜的花粉刺激其柱头，花粉萌发后，花粉管沿柱头花柱子房生长过程中一 方面会释放少量的生长素，另一方面 还会释放出色氨酸酶系，在这个酶系作用下，组织中 的色氨酸( 生长素的前体物质) 会被转化为生长素，从而 促进子房的发育， 并且这种酶 系能在较长时间内发挥 作用，所以子房就能顺利发育成果实。 问题问题 3 3 无籽西瓜和无籽番茄生产的原理有什么 区别? 解析 无籽番茄的生产：冬季温室温度过高使花粉败育，导致雌蕊没有授粉。为 保证产量， 应用人工 施以定浓度的生长素溶液，促使房发育为果实。 其中利用了属于
10、植物激素调节的现象，从本质意义上讲并非特意生产这种无籽番茄。其果皮、 果肉细胞由 子房和胎座发育而来，属 2 n 番茄的体细胞， 所以是否 授粉以及使用生长素都不会改变 果肉、果皮细胞内染色体数，仍为 2 个染色体组，与其他体细胞染色体数一 样。而无籽西 瓜是染色体变异的产物，其体细胞含 3 个染色体组， 在产生配子时， 由于染色体联会 紊乱而不 能产生正常配子， 只能由二倍体两瓜的花粉刺激子房 发育为无籽西瓜， 属染 色体变异无籽西瓜的果皮 、果肉细胞属三倍体西瓜的体细胞与其茎、 叶一样含有三 个染色体组。 问题问题 4 4 在无籽西瓜的制种过程中， 人们通常是用四倍体西 瓜作母本授以二倍体
11、西瓜的花粉粒， 从而结出三倍体 的西瓜种子( 即雌 4 n 雄 2 n ) 。可否反交? 三倍体西瓜无种子 其实是有种皮而无胚 其种皮 是 由珠被形成的发育不垒的白 嫩秕籽。若反交( 即雌 2 n 雄 4 n ) ， 从理论上讲同样可以得到 3 n 种子 但在生 产 实践中却难以座果 即使座果了， 果实中 3 n 种子的 数量也极少， 而成为当代无籽西 瓜。而且在这种种子 形成的 3 n 植株上， 雌花中的珠披会发育成硬壳种皮， 吃时就象 有种子一样， 因此在生产实践中不选择其反交。 问题问题 5 5 在生产三倍体无籽西瓜时， 三倍体植株上的雌花要 用二倍体植株的花粉来刺激， 这样才能引起无籽
12、果实 的发育。为什么不用三倍体植株上的花粉来授粉? 3 n 植株上雄花的花粉发育不良， 花粉粒大小不 一，多为畸形 如中空、 多角等，无生殖能力。这样的花粉既不能产生激素， 又不能发生受精作用。困而取其 自身的花粉 授粉时， 子房和胚珠不能发育成为果实和种子 此时植株就会只开花不结果。所以必须 用 2 n 植 株的花粉授粉( 昆虫传粉或人工授粉) ， 产生激素刺激子房膨大， 方能形成无籽西瓜。问题问题 6 6 无 籽 西 瓜 如 何 传 宗 继 代 ？无籽西瓜可 以采用瓜蔓扦插 、组织离体培养和配种 3 种 方法传宗继代。但前 2 种 局限性大 ， 一般不采用 ，生产中常用 的是“ 配种” 这一方法。具体做法是将母本 四倍 体与父本二倍 体种子或幼苗按一定比例种植田间。在盛花期进行人工套袋 隔离杂交授粉。 西瓜成熟时期剖瓜取种 ，便获得三倍体西瓜 种子。只要每年繁殖母本四倍体和父本二倍 体的自交种及他 们的杂交种 ，便可以源源不断地生产 出三倍 体种子 ， 年年生产出无 籽西瓜 ，因此无籽西瓜不会绝种。 问题问题 7 7，无籽西瓜真的无籽吗？
