大家好,小高來為大家解答以上問題。成功培育出三倍體無籽西瓜至少需要幾年,三倍體無籽西瓜的培育過程是怎樣的很多人還不知道,現(xiàn)在讓我們一起來看看吧!
一、三倍體無籽西瓜怎么培育
1、三倍體無籽西瓜因其具有含糖量高、口感好、易貯藏等特點而倍受人們的青睞,但其培育過程未必人皆知之。筆者現(xiàn)從遺傳學的角度對三倍體無籽西瓜的培育談一淺見:
2、原理采用人工誘導多倍體的方法。如用秋水仙素(一種植物堿)處理二倍體西瓜的種子或幼苗,使其在細胞分裂的中期,阻礙紡錘絲和初生壁的生成,使已經(jīng)復制的染色體組不能分向兩極,并在中間形成次生壁。結果就形成了染色體組加倍的細胞,使普通二倍體西瓜染色體組加倍而得到四倍體西瓜植株。然后與二倍體西瓜植株 (作為父本)雜交,從而得到三倍體種子,三倍體的種子發(fā)育成的三倍體植株,由于減數(shù)過程中,同源染色體的聯(lián)會紊亂,不能形成正常的生殖細胞。再用普通西瓜二倍體的成熟花粉刺激三倍體植株花的子房而成為三倍體果實,因其胚珠不能發(fā)育成種子,因而稱為三倍體無籽西瓜。
3、具體措施(1)用 0.2~0.4%的秋水仙素(C22H26O6N)液體將二倍體普通西瓜的種子浸泡12~24小時,或在每天下午6~7點鐘用 0.2~0.4%的秋水仙素液體滴在其幼苗莖尖生長點上,連續(xù)進行四天。
4、(2)處理后的種子或幼苗,要用清水洗干凈。處理及緩苗期間,應將植株置于散光下,以免日光直接照射,致使秋水仙素分解破壞。同時亦切忌高溫,因為在高溫情況下,秋水仙素對植物的毒性增強,容易造成死苗。因此,在成活前應給予良好的栽培條件和精心管理。
5、(3)多倍體的鑒定:①用秋水仙素溶液處理后,應注意觀察多倍體植株。若形成多倍體,它萌芽的肥厚度明顯增加,幼根尖端發(fā)生膨大現(xiàn)象;②考察植株的體型,多倍體具有體型較大的特點。如葉片較大,根莖變粗,花、果實、種子都較大,莖葉組織比較粗糙,顏色深綠,有時有皺縮現(xiàn)象;③四倍體葉面的氣孔較大,單位面積氣孔數(shù)目相對減少,花粉粒較二倍體的花粉粒大一倍以上;④為了鑒定的準確起見,尚須直接在顯微鏡下檢查染色體數(shù)目是否已經(jīng)加倍(普通二倍體西瓜2N =22,四倍體西瓜4N= 44)。
6、(4)三倍體西瓜制種:用四倍體西瓜作母本,授以二倍體的花粉粒,結出三倍體的西瓜種子(存在于四倍體的子房發(fā)育成的西瓜中)。小面積制種,按照西瓜開花習性,在每天下午按時套袋(防止自由傳粉)。第二天早晨進行人工授粉,同時掛上標記。大面積制種時則需要分區(qū)隔離,按一定比例培植四倍體母本和二倍體父本的植株,且要及時為母本去雄使四倍體植株接受二倍體父本植株的花粉,以產生三倍體種子備用。
7、以上是第一年的工作。在第二年,將三倍體種子與二倍體種子間種,自然或用人工的方法,讓二倍體花粉刺激三倍體植株的子房發(fā)育成西瓜,即成三倍體無籽西瓜。在大田生產中三倍體種子也可以不與二倍體種子間種,而是只種三倍體種子。在其植株開花期間,用低濃度2.4-D(2---4---二氯苯氧乙酸)噴灑在花蕾上,使子房發(fā)育成無籽西瓜果實,培育過程如圖所示:
8、應當注意:種子是由胚珠的各部分發(fā)育而成,果實由子房發(fā)育而成。所以第一年得到的西瓜應是四倍體西瓜,其中的種子是三倍體的。確切地說,該種子的胚是三倍體的,而種皮則是四倍體的(該種皮由四倍體的珠被發(fā)育而成)。第二年得到的西瓜才是三倍體西瓜,其內無籽確切地說是只有種皮(三倍體的胚珠發(fā)育而成) 而無胚(授粉不受精,不能形成受精卵,因而無胚)
二、西瓜的培育過程介紹
9、西瓜,屬葫蘆科,原產于非洲。西瓜是一種雙子葉開花植物,形狀像藤蔓,葉子呈羽毛狀。它所結出的果實是假果,且屬于植物學家稱為假漿果的一類。果實外皮光滑,呈綠色或黃色有花紋,果瓤多汁為紅色或黃色(罕見白色)。 雙子葉植物,為二倍體植物,即體內有2組染色體(2N=22),用秋水仙素處理其幼苗,令二倍體西瓜植株細胞染色體成為4倍體(4N=44),這種4倍體西瓜能正常開花結果,種子能正常萌發(fā)成長。然后用4倍體西瓜植株做母本(開花時去雄)、二倍體西瓜植株做父本(取其花粉授4倍體雌蕊上)進行雜交,這樣在4倍體西瓜的植株上就能結出3倍體的植株,在開花時,其雌蕊要用正常二倍體西瓜的花粉授粉,以刺激其子房發(fā)育成果實。由于胚珠不能發(fā)育為種子,而果實則正常發(fā)育,所以這種西瓜無籽!
10、在高中生物教材中,介紹了幾種無籽果實,如無籽番茄、無籽西瓜和香蕉等。我們知道,果實是由子房發(fā)育而來的,在子房發(fā)育成為果實的過程中,需要一定量的生長素。一般來說,果實發(fā)育所需生長素是由胚珠發(fā)育形成的幼嫩種子提供的,三倍體無籽西瓜是根據(jù)染色體變異的原理培育而來的。但是,無籽西瓜的發(fā)育仍然需要生長素,那么沒有種子,生長素從何而來呢?
11、一般來說,生長素在植物體內的合成部位是葉原基、嫩葉和發(fā)育中的種子,在這些部位,存在著與生長素合成有關的酶系。在多種酶的催化作用下,植物體內的色氨酸經(jīng)過氨基轉換、脫羧作用和兩個氧化步驟,最終變成生長素(吲哚乙酸)。在二倍體西瓜的花粉中,除含有少量的生長素外,同樣也含有使色氨酸轉變成生長素的酶系。當二倍體花粉萌發(fā)時,形成的花粉管伸入到三倍體植株的子房內并將自身合成生長素的酶體系轉移到其中,從而在子房內仍能合成大量的生長素,促使子房發(fā)育成無籽果實。
12、無子西瓜是用種子種出來的,但這個種子不是無籽西瓜里的種子,而是自然的二倍體西瓜跟經(jīng)過誘變產生的四倍體雜交后形成的三倍體西瓜里的種子.由于是三倍體,所以他本身是沒有繁殖能力的,所以也沒有籽.
13、第一年,果實結在四倍體植株上,各部位染色體組數(shù)分別為:果皮4,種皮4,胚3,胚乳5.
14、第二年,果實結在三倍體植株上,各部位染色體組數(shù)分別為:果皮3,種皮3。(無胚,無胚乳
15、二倍體西瓜幼苗,使用秋水仙素處理,阻礙紡錘絲的形成,使復制后的染色體不能分離而得到四倍體植株(母本),經(jīng)過減數(shù)分裂得到二倍卵細胞,取正常二倍體西瓜植株做父本,經(jīng)減數(shù)分裂得到一倍精細胞,經(jīng)過受精產生三倍體種子。
16、三倍體種子種植獲得植株,使用二倍體植株產生的花粉刺激三倍體植株子房,獲得果實,但由于三倍體植株聯(lián)會期紊亂,不能產生配子而無種。
17、第一年的果實中,果皮和種皮的發(fā)育與受精卵無關,所以是四倍的,胚為受精卵發(fā)育而成,所以是三倍,胚乳是兩個極體與一個雄配子結合產生的,是五倍。
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