不同倍性西瓜胚胎发育及西瓜组培玻璃苗细胞学研究

作     者：谢兴刚 

作者单位：山西大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周小梅;王果萍

授予年度：2008年

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

主      题：三倍体西瓜 四倍体西瓜 胚胎 低稔性 胚乳 玻璃苗 

摘      要：西瓜是世界最重要的夏季水果之一,具有较高的营养价值和经济价值。我国是世界上最大的西瓜生产国,但在生产实践中存在的许多问题影响了西瓜的进一步的发展。三倍体西瓜具有品质好,产量高等优点,四倍体西瓜是获得三倍体无籽西瓜的关键。但四倍体西瓜却有植株生长发育缓慢,分枝力弱,座果难,果实成熟迟,种子少且孕性低等缺点。上述问题直接影响三倍体无籽西瓜种子的产量。本文针对三倍体无籽西瓜生产中的问题进行了一些细胞胚胎学研究。此外,四倍体和二倍体西瓜正反交结果差异很大,正交能获得正常的三倍体无籽西瓜种子;反交能正常结实,但获得的都是无胚的空种子。不同倍性西瓜的细胞学研究对解决上述问题有着重要的意义。 本试验应用直接鉴定法确定不同倍性西瓜种子。利用石蜡制片法、苯胺蓝荧光法等方法,以二倍体自交为对照,研究四倍体与二倍体正反交结果的差异和四倍体自交低稔性的原因。 研究内容及结果: 1.以2x（?）,4x（♀）×2x（♂）,2x（♀）×4x（♂）,4x（?）为四个处理,苯胺蓝染色荧光显微镜观察花粉的萌发和花粉管的生长。结果显示二倍体花粉形态规则,萌发率高;四倍体花粉形态异常,花粉萌发率低.2x（?）花粉管生长速度最快,4x（?）花粉管生长速度最慢,其它依次是4x（♀）×2x（♂）,2x（♀）×4x（♂）。我们认为:4x（?）花粉在柱头上的萌发及花粉管在花柱的伸长受到抑制,导致花粉管进入胚囊的花粉管数目少,双受精成功率低,是其低稔性的原因之一。 2.石蜡切片观察胚囊受精情况观测四个处理72 h受精率,从高到低依次为:2x（?）（96.40%）,4x（♀）×2x（♂）（90.10%）,2x（♀）×4x（♂）（78.53%）,4x（?）（42.20%）。其中4x（?）的受精率不到2x（?）的一半。并且4x（?）其胚囊败育率很高,这可能是四倍体西瓜低稔性的原因之一。 3.观测四个处理3～17d幼胚发育,结果表明:2x（?）胚胎发育速度最快,其次是正反交组合,最慢的是4x（?）.4x（?）胚胎发育过程中,从球胚到鱼雷胚期间都有胚退化的情况发生,这可能是四倍体西瓜低稔性的又一重要的原因。 反交2（♀）×4（♂）幼胚初期发育正常,发育到心形胚前期无胚退化情况。12d后,由于胚乳细胞的迅速解体,不能为胚提供营养物质,造成胚在心形胚期或鱼雷胚期时开始退化。这种状态发生时间主要集中在心形胚期以后,而且在几乎全部种子中发生。由于幼胚在心形胚期或鱼雷胚期退化解体,种子的幼胚不能形成子叶胚,最终形成空的、没有活力的种子,不能繁育后代。 4.在西瓜组培过程中,离体材料经常出现玻璃苗情况。本试验从细胞学角度出发,对试管正常苗和试管玻璃苗的叶片解剖结构进行观察比较,发现二者的结构差异,分析玻璃苗产生的原因,以期为解决西瓜组织培养玻璃苗问题提供相关的参考。 研究结果如下:相对组培正常苗叶肉具有明显的栅栏组织和海绵组织的分化,西瓜玻璃苗叶肉没有栅栏组织和海绵组织的分化,整个叶肉细胞都呈现出不规则的块状形态。玻璃苗叶肉中的叶绿体比组培正常苗少,整个叶片呈淡绿色。玻璃苗叶片中的中脉较细,外围的机械组织相对较少,造成玻璃苗叶片卷曲。由于培养条件的高湿度,玻璃苗呈现出水生植物的结构特征。减小培养湿度是解决玻璃苗发生的有效方法之一。