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：
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。

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：
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 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 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7，无籽西瓜真的无籽吗？。