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1、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
2、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
3、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
4、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 （99.9的雄配子不育）造成的，但还有 0.1 的雄配子是可育的 1/2N(n-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
5、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P202204 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
6、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
7、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
8、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
9、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
