[三倍体无籽西瓜缘何四倍体做母本] 秋水仙素影响细胞周期
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[三倍体无籽西瓜缘何四倍体做母本] 秋水仙素影响细胞周期

2019-07-21 12:54:50 投稿作者: 点击:

摘 要:在三倍体无籽西瓜的培育过程中,一定要用四倍体作母本、二倍体作父本吗?这是所有生物学教师都会遇到的问题,答案是肯定的,因为在实践中,反交情况下得到的三倍体所结的西瓜中,胚珠发育成厚且硬的种皮,食用品质差,无法达到真正意义上的无籽。究其原因却没有一个很明确的定论,笔者先就各种假说做简单的总结,仅供参考。

关键词:无籽西瓜;多倍体育种;母本

一、核质遗传说

种子胚细胞中的遗传物质有细胞核遗传和细胞质遗传物质两个部分。根据细胞核遗传具有正、反交结果相同的特点,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。我们知道,生物的核遗传性状由父母亲本共同决定,细胞质遗传性状则几乎完全由母本决定。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。实践中出现正反交差异是基因选择性表达的结果,在不同的时间和空间,基因表达不同。

二、发育顺序说

生物的染色体组数越多,生长发育越慢,但同时体型会变大。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。反之,若是四倍体作父本,二倍体作母本,胚同样是三倍体,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,播种时形成的三倍体种子难于突破种皮萌发。这一点只说明了三倍体种子在萌发过程中是否遇到障碍,并未真正解决三倍体种子种下后所结的三倍体果实为何出现“空壳种子”?但这也可以解释四倍体做母本更合适。

三、遗传缺陷说

选用四倍体做母本是因为多倍体的花粉的可育性低于二倍体。三倍体习惯产生过程中,四倍体的西瓜是普通二倍体经秋水仙素溶液诱导而形成的四倍体做母本,此四倍体为同源四倍体,属于同源多倍体。同源多倍体是指细胞内增加的染色体组来自同一物种,既由原来的染色体组加倍形成的多倍体,而异源多倍体是指细胞内增加的染色体组来自不同的物种。同源多倍体在减数分裂时往往多条染色体联合到一起形成多价体,使染色体分离不规则,导致育性下降,则同源多倍体比异源多倍体可育性低,那么,以二倍体做父本种子产量会高些。异源多倍体具有一般多倍体生长旺盛、器官巨大等优点,并且由于染色体组的多样化,具有永久杂合性(又称纯系优势)、遗传上的缓冲性和进化上较强的适应,所以更适于直接用于生产。三倍体西瓜做母本的四倍体在生产实践中并没有优势。

四、收获最大化说

这也是教学过程中,学生最易想到的解释。正交时,得到的西瓜因为果肉细胞(即果皮)是四倍体的,因此果实比较大、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。故从为人类服务的角度考虑,应选择四倍体做母本,以获取更多产品。

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