无籽西瓜培育

无籽西瓜培育

摘要：简述了三倍体西瓜培育过程，回答了无籽西瓜为什么偶尔也能形成种子、解释了为什么只有四倍体才能作为母本，以及为什么三倍体西瓜还要受以二倍体的花粉。最后以一个例题作为总结。

02无籽西瓜培育简介

一般西瓜是二倍体，在二倍体西瓜的苗期用秋水仙素处理，使染色体加倍，得到四倍体西瓜，将四倍体作为母本，二倍体作为父本，杂交后在四倍体的植株上可结出三倍体的种子，种子种下后长成三倍体植株，但它高度不育，采用与二倍体西瓜间作栽培的方法，在开花时二倍体的花粉传到三倍体植株的雌花上，可以刺激子房发育成果实（无籽西瓜）。

需要说明的一点是：秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗并不能使每个细胞内的染色体都加倍，所以母本是二倍细胞与四倍体细胞的嵌合体。

03果实的发育

西瓜的瓜瓤是子房壁发育而来的果皮，无籽西瓜是指没有种子的西瓜。具体见下图：

三倍体西瓜为何无籽？

“籽”是由胚珠发育而来的。三倍体西瓜无“籽”的原因是由于三倍体植株在减数分裂时，同源染色体联会紊乱，因而不能形成正常的生殖细胞，无法完成受精作用，胚珠不能发育成种子，而果实能正常发育，所以这种西瓜就不含种子。

04三倍体西瓜配子的形成

那么为什么三倍体西瓜不能形成正常的生殖细胞呢？

三倍体西瓜（3n=33）的细胞在减数分裂的同源染色体分离过程中，也可能会出现11组同源染色体中每组的两条染色体或一条染色体都进入同一个配子的情况，这样形成的配子将是可育的，这种可育的配子有 2n=22 和 n=11两种类型。

根据概率的乘法原理可知形成可育2n和n 配子的概率均为(1/2)11。可见，三倍体西瓜形成可育配子的概率仅为2×(1/2)11。雌雄可育配子之间的结合是随机的，具有三种结合方式(2n与2n，2n与 n，及 n与n )。见下表。

因此，从上面的分析可以看出，三倍体西瓜植株并非绝对不能形成种子，只是形成种子的概率非常低，只有（1/2）20

05 三倍体西瓜受以二倍体花粉

三倍体西瓜不能产生种子，那为什么还要用二倍体雄花授粉？

已知种子植物在授粉、受精和种子发育过程中能产生大量内源激素供果实生长发育。而三倍体西瓜的雌配子和雄配子都是高度不育的，自交授粉或品种间授粉，花粉不能萌发，不能产生激素供子房生长发育，因而不能结实。

可育花粉在雌花的柱头上萌发及花粉管在花柱和子房中生长乃至受

精过程中，除了将自身携带的少量生长素转移到子房里外，还将自

身中存在的合成生长素的酶体系转移到其中引起子房合成大量的生

长素，这两种来源的生长素均能使子房发育成果实三倍体无子西瓜。

06 二倍体西瓜可以做母本吗？

三倍体西瓜的获得，二倍体可以做母本吗？

从理论上讲，四倍体与二倍体西瓜，无论正交还是反交结果都是能得到三倍体的种子。也就是说，如果用二倍体作父本，四倍体作母本时，则三倍体西瓜的细胞质基因是由四倍体母本提供的；反之，则三倍体西瓜的细胞质基因来自二倍体的母本。

生物的染色体组数越多，生长发育越慢，但同时体型会变大，营养物质含量丰富。四倍体做母本，二倍体作父本，此时胚是三倍体；而种皮是母本发育的，是四倍体。因此胚发育的时间短，而种皮发育的时间长。

当胚发育完全时，种皮尚未发育完全，故种皮较薄，利于种子的萌发。反过来，若是四倍体作父本，二倍体作母本，同样胚是三倍体，但种皮是二倍体，种皮发育完全时胚尚未发育完全，等胚最终发育完全时，种皮已经发育得过度了，此时种皮增厚、硬化，播种时这样的三倍体种子难于突破种皮萌发。

另外，正交时，得到的西瓜因为果肉细胞 (即果皮)是四倍体的，果实比较大、味道甜美。而反交得到的西瓜(果皮细胞是二倍体的)比较小、含糖量也比较低。因此，若想获得三倍体西瓜种子，通常以二倍体作为父本提供花粉，四倍体作为母本接受花粉。