世界新消息丨三倍体无籽西瓜育种原理是什么？全面详解

三倍体无籽西瓜育种原理的全面详解：无籽西瓜是用种子种出来的，但这个种子不是无籽西瓜里的种子，而是自然的二倍体西瓜跟经过诱变产生的四倍体杂交后形成的三倍体西瓜里的种子。普通西瓜为二倍体植物，即体内有2组染色体（2N=22），用秋水仙素处理其幼苗，令二倍体西瓜植株细胞染色体成为4倍体（4N=44），这种4倍体西瓜能正常开花结果，种子能正常萌发成长。然后用4倍体西瓜植株做母本（开花时去雄）、二倍体西瓜植株做父本（取其花粉授4倍体雌蕊上）进行杂交，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，同源染色体的联会配对极度混乱，不能形成正常的配子。在开花时，其雌蕊要用正常二倍体西瓜的花粉授粉，以刺激其子房发育成果实。由于胚珠不能发育为种子，而果实则正常发育，所以这种西瓜无籽！

三倍体无籽西瓜育种原理

(相关资料图)

三倍体无籽西瓜因其具有含糖量高、口感好、易贮藏等特点而倍受人们的青睐，但其培育过程未必人皆知之。笔者现从遗传学的角度对三倍体无籽西瓜的培育讲解如下：

【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）处理二倍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。

【具体措施】

（1）用0.2～0.4%的秋水仙素（C22H26O6N）液体将二倍体普通西瓜的种子浸泡12～24小时，或在每天下午6～7点钟用 0.2～0.4%的秋水仙素液体滴在其幼苗茎尖生长点上，连续进行四天。

(2）处理后的种子或幼苗，要用清水洗干净。处理及缓苗期间，应将植株置于散光下，以免日光直接照射，致使秋水仙素分解破坏。同时亦切忌高温，因为在高温情况下，秋水仙素对植物的毒性增强，容易造成死苗。因此，在成活前应给予良好的栽培条件和精心管理。

(3）多倍体的鉴定：①用秋水仙素溶液处理后，应注意观察多倍体植株。若形成多倍体，它萌芽的肥厚度明显增加，幼根尖端发生膨大现象；②考察植株的体型，多倍体具有体型较大的特点。如叶片较大，根茎变粗，花、果实、种子都较大，茎叶组织比较粗糙，颜色深绿，有时有皱缩现象；③四倍体叶面的气孔较大，单位面积气孔数目相对减少，花粉粒较二倍体的花粉粒大一倍以上；④为了鉴定的准确起见，尚须直接在显微镜下检查染色体数目是否已经加倍（普通二倍体西瓜2N =22，四倍体西瓜4N= 44）。

(4）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2.4-D(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，培育过程如图所示：

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）。

关键词： 西瓜 植株 种子