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小果型西瓜同源四倍体的诱导及其特性研究祝海燕,默书霞(潍坊科技职业学院,山东寿光262700)摘要:采用秋水仙素滴苗处理法,对7个不同西瓜品系进行了同源四倍体的诱导及其特性研究。结果表明,去掉露头的小真叶后,用0.2%的秋水仙素滴生长点4天,诱变效果最好,7个品系的平均诱导成功率为13.57%,最高的达到32.50%,分别是常规滴苗处理的4.78倍和4.85倍。四倍体的小果型西瓜生长势强,单瓜重与二倍体的差异不大,固形物含量略有提高,结籽率显著降低。关键词:小果型西瓜;同源四倍体;秋水仙素中图分类号:S651文献标识码:A小果型西瓜品质优良,适宜包装和储运,近年越来越受到人们的重视。但小果型西瓜的种子相对较多、较小,这不仅给食用带来不便,亦影响其商品价值。本研究对几个小果型西瓜品系进行多倍体诱变及其特性研究,旨在获得一些优良的同源四倍体材料,为创建三倍体的小果型无籽西瓜奠定基础。1材料与方法1.1材料供试材料为6个小果型西瓜品系:X78(黄皮,红瓤),X69(绿皮,红瓤),X13(花皮,红瓤),X061(花皮,红瓤),X021(花皮,红瓤),X120(绿皮,红瓤);1个大果型西瓜品系:D121(绿皮,黄瓤)。7个材料的果型均为圆形或近圆形。小果型西瓜的果重约为1~2.5千克。1.2方法采用秋水仙素滴子苗生长点进行多倍体的诱导。滴生长点处理在日光温室中进行,种子经催芽后播种于50孔的育苗盘中,待两片子叶长到夹角约160°时,用小镊子小心地去掉已经露出的真叶,然后用脱脂棉小球蘸0.2%的秋水仙素药液置生长点上,每天上午6时和下午6时各处理1次,连续处理2天、3天和4天。并以不去掉真叶的处理作对照(CK)。2结果与分析2.1诱变效果由表1可见,用0.2%的秋水仙素处理茎尖生长点4天,诱变效果最好,供试的7个品系均获得了四倍体,而处理2天的则均未诱变成功。处理前去掉露出的小真叶,可显著地提高诱变的成功率,7个品系的平均诱变成功率为13.57%,最高的品系(X69)达到32.5%,分别是对照(处理4天)的4.78倍和4.85倍。更为重要的是,对照处理未能获得四倍体的品系(X78、X120、X121),去掉小真叶后处理亦均获得了四倍体。表1秋水仙素处理茎尖生长点的诱变效果品系处理时间(d)去掉小真叶removeleaveCK株数存活株数4x株数4x4x株率%诱变效果株数存活株数4x株数4x4x株率%诱变效果X782403800030270003402613.82.5302500044016425103021000X6924036000302800034031519.312.5302314.33.3440241354.132.5302129.56.7X1324035000302600034023000302400044014428.510301915.33.3X06124034000302900034030000302100044025416.012.5302114.83.32X0212403300030280003402713.32.5302400044026311.67.5302015.03.3X12024036000302600034021000302600044015320.07.53019000X1212403700030270003402114.32.5302100044020630.015.0301715.93.3注:处理用的秋水仙素浓度均为0.2%;变异株率=四倍体株数/存活株数;诱变效果=四倍体株数/处理株数由表1还可以看出,诱变率存在着明显的基因型差异,如去掉小真叶后处理4天,X69的诱变成功率为32.5%,而X021和X120的仅为7.5%。这表明,不同的基因型对秋水仙素的敏感性是不同的。2.2二、四倍体的特征、特性比2.2.1二、四倍体气孔大小、密度、及保卫细胞叶绿体数的比较与二倍体比较,四倍体的子叶变厚、变圆,真叶叶片变大,叶色变深。叶片上下表皮的气孔密度减小,保卫细胞变大,保卫细胞内的叶绿体数显著增多(表2)。这些形态和细胞学特征可作为鉴定倍性的间接依据。表2西瓜二、四倍体气孔大小、密度及保卫细胞叶绿体数的比较材料气孔密度(个/mm2)保卫细胞长度um叶绿体数/保卫细胞2x463.817.68.034x351.121.511.832x649.420.56.834x371.324.111.132.2.2二、四倍体的生长势及果实品质的比较四倍体具有前期生长发育慢,后期生长发育快的突出特点;四倍体植株茎蔓粗壮、分枝较少、长势旺盛、抗病性较二倍体明显增强;四倍体的花瓣肥厚,花药能正常开裂散粉,但花粉量不及二倍体的大。对单瓜重、固形物含量、瓜皮厚度和结籽数进行统计,由表3可见,四倍体的单瓜重与二倍体没有明显差异;瓜皮厚度较二倍体的有所增加,固形物含量略有提高,单瓜结籽数明显减少,但减少的程度品种间存在明显差异,如X78和X120的平均单瓜结籽数各为12粒和15粒,仅为其二倍体的5.4%和6.5%,而X13和X121的平均单瓜结籽数各为56粒和65粒,为其二倍体的21.9%和19.6%。表3二、四倍体单瓜重、固形物含量、结籽性的比较品系倍性单瓜重(kg)瓜皮厚度(mm)固形物含量结籽数/瓜X782x1.2~1.54.512.02244x1.1~1.54.812.512X692x1.0~1.53.112.030844x1.0~1.23.512.558X132x1.5~1.85.212.02564x1.5~2.05.712.056X0612x1.5~2.04.510.02684x1.5~1.85.011.028X0212x1.4~2.04.610.52544x1.0~1.25.111.0130X1202x1.0~1.33.211.82314x1.0~1.23.512.015X1212x3.8~5.21.110.03324x3.5~4.41.310.1653讨论人工创建多倍体在植物育种中占有十分重要的地位。近年来,随着生物技术的发展,组织培养已广泛应用于植物多倍体的获得。通过这一途径,在苹果[1]、黄花菜[2]、白菜、莴苣[3]、西瓜[4]等园艺植物中均已成功地获得了四倍体。用秋水仙素直接滴幼苗生长点的诱变方法简便易行,但诱变频率低,一般只有1%左右。谭素英等(1993)采用剥去生长点外叶后,用秋水仙素处理幼苗生长点诱变方法,使多倍体的诱变频率得到了大幅度提高[5-8],本试验亦证明,在两片子叶展平时,去掉露头的小真叶,再用小棉球蘸取秋水仙素溶液处理生长点,在适宜的温度条件下,很容易获得四倍体。剥去生长点外叶后,用秋水仙素处理生长点可大幅度提高诱变效率的原因,不仅在于使秋水仙素药液更易于接触生长点,提高主芽的加倍率,同时也更有利于秋水仙素药液渗入叶腋细胞,提高侧芽的加倍率。实际上,在诱变获得四倍体植株中,多数是由侧芽获得的。由二倍体加倍成四倍体后,结籽率降低是植物多倍体育种工作中常遇到的一个难题。本研究表明,四倍体小果型西瓜的结籽率显著降低,单瓜结籽数一般仅为十几粒到几十粒,这对西瓜四倍体和三倍体制种是一种影响因素。因此,从遗传学、细胞学、胚胎学和生理学等方面深入研究四倍体结籽性差的原因,找出提高结籽率的有效方法,依然是西瓜多倍体育种工作中的一个重要课题。参考文献:[1]王长泉,张文胜,李雅志等.苹果叶片离体培养中秋水仙素加倍效应的研究[J].果树科学,1999,16(2):104-109[2]周朴华,何立珍,刘选明.组织培养中用秋水仙素诱发黄花菜同源四倍体的研究[J].中国农业科学,1995,28(1)49-45[3]张建军,殷丽清,返昆华等.应用组织培养诱导白菜和莴苣四倍体[J].上海农学报,1997,13(4):21-27[4]房超,林德佩,张兴平等.西瓜多倍体育种新方法—利用组织培养诱导四倍体西瓜[J].中国西瓜甜瓜,1996(4):7-9[5]谭素英,黄秀强,刘济伟等.提高西瓜四倍体诱变率的研究[J].华北农学报,1993,8(4):12-15[6]赵鹏.植物染色体工程与育种.生物学通报,1996,31(7):5-7[7]申书兴.四倍体大白菜小孢子培养与倍性鉴定.园艺学报,1999,26(4):231-237[8]王子欣.四倍体大白菜选育.华北农学宝,1992,(3):32-35AstudyonMiniWatermelonInductionofAutotetraploidanditsCharac-tersZHUHai-yan,MOShu-xia(WeifangscienceandTechnologyVocationalCollege,shouguang,262700,ShandongProvince)Abstract:Inductionofautotetraploidinsevenwatermelonbyusingcolchicinesolutiontodipseedingapexwascarriedoutandthecharactersofthetetraploidwatermelonobtainedwereinvestigatedinthispaper.Theresultsshowedasfollows:1.Thebestinducedeffectwasobtainedwhenangleoftwocotyledonswasabout160°。,heart-leafwaspeeledoff,and0.2%colchicinessolutionwasused.2.Underthiscondition,theinducedratewas32.5%,about4.85timesashighasthatofheart-leafwithoutpeeledoff.3.Tetraploidminiwatermelongrewanddevelopedwell.Thesizeoffruitwassimilartothatofthediploid,butthesolidsub-stancehigherthanthatofthediploid.Keywords:Miniwatermelon;Autotetraploid;Colchicine作者简介:祝海燕(1978-),女,河北保定人,潍坊科技职业学院蔬菜花卉系教师,硕士。主要研究方向:蔬菜育种收稿日期:2007/03/09
本文标题:小果型西瓜同源四倍体的诱导及其特性研究
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