高中生物三倍体无子西瓜的培育介绍

高中生物三倍体无子西瓜的培育介绍摘要：本文对生物教学中三倍体无子西瓜培育的原理、过程及一些相关注意事项进行了总结，为学生掌握多倍体相关知识做了系统化指导。关键词：秋水仙素无子西瓜染色体无子西瓜培育过程：1、三倍体无子西瓜培育属于哪种育种方式?原理是什么?三倍体无子西瓜的培育属于多倍体育种，原理是染色体变异2、在书写多倍体时必须规范书写？多倍体书写时数字必须大写；如：三倍体、四倍体；同时不能简写成三体、四体因为三体、四体是染色体数目的变异中的个别染色体的增加，不是以染色体组的形式成倍增加。3、培育三倍体无子西瓜一般需要几年？培育三倍体无子西瓜一般需要两年，第一年主要是获得三倍体种子，第二年主要是获得三倍体无子西瓜。4、在培育三倍体无子西瓜过程中需要几次授粉，有何不同？在培育三倍体无子西瓜过程中需要两次授粉，第一次授粉是在第一年中把二倍体的花粉授给四倍体的母本，完成双受精作用（进行杂交）而获得三倍体的种子；第二次授粉是在第二年中把二倍体的花粉授给三倍体植株，但因三倍体植株不能产生正常的生殖细胞，并不能真正完成双受精作用，授粉只是刺激子房发育成果实。5、普通西瓜是二倍体（2n=22），无子西瓜是三倍体；无子番茄染色体数目没有发生变化，仍是二倍体。6、在无子西瓜培育中，二倍体起什么作用？在无子西瓜的培育过程中，用四倍体的西瓜为母本，二倍体的西瓜为父本，这样的组合可得到三倍体的西瓜种子，为什么不用反交组合（二倍体雄×四倍体雌）得到三倍体的西瓜种子呢？三倍体无子西瓜的整个培育过程需二年时间，二倍体共用了三次，其作用不同。第一是作为诱导四倍体的被处理的材料，将二倍体西瓜的幼苗用秋水仙素处理，使其染色体数目加倍，从而使它成为四倍体。第二是作为父本提供配子，第一年收获的三倍体种子是以四倍体作母本，二倍体作父本在四倍体植株上杂交结成的。第三是提供花粉，但不进行真正的双受精作用，只是花粉刺激子房合成大量生长素，而这些生长素能促进子房发育成果实。四倍体植物属于多倍体，种子较大，把它作为母本培育出来的西瓜种子种下后，植株较健壮，并且结出的无子西瓜中只有柔软的胚珠，没有种子。如果以四倍体西瓜作父本，二倍体作为母本结出的三倍体种子，将来发育成的植株雌花中的胚珠会生成硬壳，像有种子一样，达不到培育无子西瓜的目的，食用品质差，所以这种杂交方案不能采用。7、用二倍体西瓜做父本，培育三倍体无子西瓜的过程中，第一年的植株细胞中染色体组数有几种情况？用二倍体西瓜做父本，培育“三倍体无子西瓜”的过程中，第一年的植株细胞中，染色体组数可存在2、3、4、5个染色体组。（第一年的植株中，父本是二倍体，每个体细胞含有2个染色体组，母本是四倍体，所以母本含有4个染色体组，所结果实中种皮、果皮细胞中含有4个染色体组，种子的胚含有3个染色体组，种子发育初期胚乳细胞中含有5个染色体组。8、无子西瓜生长素的来源（普通西瓜体细胞中含有22条染色体）子房发育成果实需要幼嫩的种子提供生长素，无子西瓜中没有种子，生长素从何而来呢？无子西瓜是三倍体，体细胞中有33条染色体，在减数分裂形成配子的时同源染色体联会发生紊乱，不能形成正常的生殖细胞，因而胚珠不能发育成种子。它能发育成西瓜不是用外源生长素涂抹柱头实行人工单性结实,而是在三倍体植株的柱头上授以普通西瓜二倍体花粉，用二倍体花粉刺激诱导它形成无子西瓜，原来二倍体花粉中含有少量的生长素,花粉中的生长素能扩散到雌蕊组织中，但更重要的是花粉中含有使色氨酸转变成吲哚乙酸的酶体系，花粉管生长过程中，能将这些酶分泌到雌蕊组织中，引起花粉和子房形成大量的生长素，三倍体西瓜雌蕊组织中糖类和蛋白质的代谢作用加强，呼吸作用、水分和无机盐的吸收能力也都加强了，大量营养集中运到生殖器官，最终培育出无子西瓜。9、秋水仙素为什么会促使西瓜幼苗的染色体数目加倍呢？细胞正在进行分裂时，遇到秋水仙素，纺锤丝断裂或不能形成纺锤丝，但已经复制的染色体的着丝点仍然正常分裂，使加倍的染色体仍存在于同一个细胞核里，最终使细胞的染色体加倍。，这样二倍体西瓜的幼苗就形成了四倍体；在秋水仙素的药效消失以后，细胞再进行分裂，生出的新细胞都是四倍体，这就是培育三倍体种子所用的母本。10、如何获得多倍体？人工诱导多倍体最常用的有效的方法是用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，但非惟一的方法，如骤然变温也可获得多倍体。11、为什么不用生长素类似物生产无子西瓜？从理论上来说，用生长素类似物是能得到无子西瓜的，但在实践中没有意义。因为利用生长素生产过程中难以控制，果实的甜度和营养远不如三倍体无子西瓜，还有部分珠被硬化，所以实践中不采用。而无子番茄的生产是由于大棚中的温度影响，使雌蕊不育，不得不用生长素而为之。12、第一年中得到的四倍体与原来二倍体的区别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，花朵的花瓣较大，色泽较深，柱头较粗；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)。13、第一年中二倍体西瓜幼苗经秋水仙素处理得到的四倍体植株与原来的二倍体是否为同一物种？不是同一物种，这个四倍体植物与原来的二倍体植物杂交所产生的三倍体植物是不育的(减数分裂时染色体联会发生紊乱)，因此这个四倍体植物便是一个新种。本文详细介绍了三倍体无子西瓜的培育中的相关问题，能够使学生更好的掌握多倍体的育种过程，为学生的高考打下坚实的基础。