小果型西瓜同源四倍体的诱导及其特性研究

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