“三倍体无子西瓜”有子现象及其原因探讨

文件编号：1003-7586(2019)02-0003-02
“三倍体无子西瓜”有子现象及其原因探讨
钟贵文
(江西省赣州中学江西赣州341000)
摘要结合高中生物教材内容，对三倍体无子西瓜有子现象进行了探究，对现象背后的原因，分着色有胚种子、着色秋子和白色种子三方面进行了分析。

关键词三倍体无子西瓜有子现象
中图分类号Q-49文献标志码E
人教版高中生物《必修2•遗传与进化》中第89页提到，四倍体西瓜(4n=44)作母本，二倍体(2,1=22)普通西瓜作父本，进行杂交，能在四倍体植株上结出三倍体西瓜种子(3n=33)。

将三倍体西瓜种子种植，植株成熟后，生殖器官中的砲子母细胞进行减数分裂，同源染色体联会紊乱，通常不能形成配子。

用二倍体西瓜花粉授粉，三倍体西瓜的子房能够发育成果实，子房内因没有形成受精卵，没有对应的种子,理论上能结出无子西瓜。

现实生活中，三倍体西瓜果实常常岀现种子，这是为什么？
1着色有胚种子及其原因分析
三倍体无子西瓜果实中，出现少数几粒真正的种子，种子饱满，种皮着色，内部有胚，若种植,可育。

产生这种现象的原因是什么呢？
三倍体西瓜植株的性母细胞在减数分裂过程中，有22条染色体可正常联会并形成11个四分体，每个四分体的两条同源染色体平分到两个子细胞中，另11条没有配对的染色体随机移向两个子细胞。

随机分配的方式多种：11条染色体全部进入一个子细胞，另一个子细胞中无；10条染色体进入一个子细胞，另一个子细胞中有1条染色体;9条染色体进入一个子细胞，另一个子细胞中有2条染色体……在上述各种情况中，除11条染色体全部进入一个子细胞外,其他情况都会使子细胞没有整倍数的染色体,最终形成的配子生活力低下，不能受精，不能形成受精卵，不产生胚。

而11条染色体进入一个子细胞，形成的配子染色体数11或22,染色体是整倍数，形成这种配子的概率很低。

一旦形成，这样的配子有正常生活能力，可形成受精卵，受精卵发育成胚的过程中，自身能产生生长素，促进胚珠的发育，形成完整种子,这就是无子西瓜中有少量着色真正种子的原因。

形成这样的着色硬粒种子概率很低，究竟是多少？三倍体西瓜减数分裂时，形成只含11条染色体(即阮)配子概率为1/2",设此种配子为A型配子，它可以是雄配子，也可以是雌配子;形成含有22条染色体(即2“)配子概率亦为1/2",设此种配子为B型配子，它可以是雄配子，也可以是雌配子。

受精时，A型雄配子和A型雌配子结合的概率为1/2”,种子胚为2n；A型雄配子和B型雌配子结合的概率为1/2”,种子胚为3n；B 型雄配子和A型雌配子结合的概率为1/2”,种子胚为3n；B型雄配子和B型雌配子结合的概率为1/222,种子胚为4”,4种情况总共可形成种子的量为1/2”,可见，果实中着色真正种子不多。

2着色利匕子及其原因分析
三倍体西瓜所出现的种子是“着色秫子”，即种子有种皮，种皮有颜色，内部没有胚，或胚不完整，不育。

人们把这样的种子称为“假种子”或“空种子”。

这种现象是什么原因造成的？
着色粧子的形成的可能原因有以下两种：
(1)用二倍体花粉给三倍体西瓜授粉，花粉在三倍体西瓜的雌蕊柱头上萌发过程中，把自身所含的少量生长素带入子房，同时，花粉含有色氨酸转变为□引喙乙酸的酶系，这些酶系到三倍体西瓜的子房中，引起子房合成生长素并作用于种皮，使之发育、变硬、着色。

(2)三倍体西瓜在减数分裂后形成不正常的配子参与受精。

受精后，虽然受精卵内染色体数目不正常,但受精卵初期还能进行一些生理活动，产生生长素,促进珠被发育成种皮。

但是，受精卵后期细胞分裂等生理活动受到干扰，最终受精卵发生败育死亡，结果只剩
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文件编号：1003 - 7586(2019)02 - 0004 - 02
例谈基因表达过程中多种肽链的合成
张勇王健
(江苏省兴化中学 江苏泰州 225700)
摘要阐述了生物体在基因的表达过程中，可以通过mRNA 前体的选择性剪接、一个RNA 编码多个
基因、肽链的合成后加工等方式合成多种肽链。

关键词基因选择性剪接肽链
中图分类号Q-49 文献标志码E
人教版高中生物学《必修2•遗传与进化》的第四 章“基因的表达”介绍了“一个基因可转录出一种
mRNA 分子，再由这个mRNA 分子翻译出一种多肽 链”。

但教材对基因如何控制合成多种肽链并未涉
及。

对此，笔者通过查阅文献，总结了基因表达过程
中多种肽链的合成途径，具体如下。

1 RNA 的选择性剪接
以外显子和内含子为单元的基因结构形式在真
核生物中普遍存在，外显子一般参与蛋白质的编码，
一个基因可能拥有多个外显子。

真核生物编码蛋白 质的基因，经过转录产生的初始转录物需要经过复杂
的加工后才能产生成熟的mRNA,然后mRNA 进入细 胞质，经过翻译成为特定的蛋白质。

这些初始转录物
包括基因的全部DNA 序列(外显子和内含子)，是
mRNA 的前体(pre-mRNA)o 在mRNA 前体离开细胞
核之前，其内含子的部分将被切除，产生一个由外显子
彼此相连的，具有连续编码区的成熟的mRNA 分子。

在多种情况下，细胞可以通过不同的剪接方式,从同一
个RNA 转录物产生不同的成熟mRNA 分子，从而翻译
出多种肽链。

图1显示同一初始转录物 RNA 前 体，由于剪接部分的不同而生成两种不同的成熟mRNA
分子,在不同器官中翻译成不同蛋白质的过程。

下前期发育成的外层种皮，形成着色秫子。

在生产上,
这种“败育种子”出现的多少、有无、着色深浅等现象，与
所用的二倍体不同品种的花粉有关，具体说来,与不同 二倍体花粉对三倍体西瓜亲和力强弱有关。

另外，秫子颜色的深浅受低温、磷肥的施用量等 外界环境因素影响。

种子在生长发育过程中，当气温 适宜、光照充足时，有利于种皮的着色，形成着色秫子
的时间长，秫子大，颜色深；反之，气温偏低，雨水较 多，光照不足，不利于种皮着色,形成着色秫子的时间
短，利;子小，颜色浅。

着色秫子的形成也与营养物质
有关，如矿质元素磷能促进生长发育，当磷肥施用过 多,产生的机子多，秫子的颜色深。

3白色种子及其原因分析
三倍体西瓜中出现白子。

那又是什么原因呢？一年中种瓜时间早，或者在大棚内种瓜，由于受 季节、环境等因素的影响，传粉昆虫很少或者没有，雌
花不能授粉，或者授粉不充分。

这种情况下，三倍体 西瓜缺乏必要的花粉刺激，胚珠只能早期短暂发育，
没有达到着色时间就停止了发育，无法完成完整的发
育过程，结果，胚珠偏小，变成“白子”。

瓜农为了西瓜早日上市，在果实没有成熟时，施 用促进果实成熟的植物激素，结果，促进果实成熟的
激素偏多，促进生长发育的激素偏少，导致生长发育 的时间短，果实成熟加快，胚珠不能完成完整的发育
过程，造成了人们所看到的“白子西瓜”。

参考文献：
[1] 朱正威，赵占良.普通高中课程标准实验教科书:生物.必
修2•遗传与进化[M].北京.人民教育出版社,2010:87-89.[2] 杨化涛，张晓玲.也议无子西瓜[J].生物学教学,2013,38
(12):57-59.
[3] 高强，王慧林等.父母本与多倍体西瓜着色秫子的相关 性研究：第十五次全国无子西瓜科研与生产协作组会议论文 集,2015:187-191.
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