西瓜（Citrullus lanatus）种质材料F少籽机理研究

摘要

西瓜(Citrullus lanatus)是全世界普遍栽培的、经济价值很高的重要园艺作物。无籽少籽西瓜以其品质优良、食用方便、抗病性强、耐贮运而受到广泛的欢迎。实现西瓜无籽可以通过多种途径进行。除了现在生产上推广的三倍体无籽西瓜外，还利用弱X射线照射的花粉授粉产生二倍体无籽果实、使用外源激素诱导西瓜单性结实、染色体易位、利用现代转基因技术等多种途径获得无籽或少籽果实。 当前生产无籽西瓜种子主要采用三倍体育种方法，但是三倍体育种方法存在种子价格昂贵，发芽率低，成苗率低等致命弱点。因此在二倍体水平上开展少籽机理研究，搞清楚种子不育机理和成因，进而创造优质少籽型西瓜新型种质，发展培育少籽甚至无籽型西瓜品种，其应用前景将会十分广阔。 本研究首次对少籽西瓜种质材料F<,011>及其F<,1>代进行了细胞学、生理学等方面的系统研究。通过细胞学染色体鉴定、花粉育性鉴定、内源激素含量测定等揭示了少籽西瓜产生过程中的染色体结构变化、生理变化，较为全面地揭示F<,011>少籽原因及机理。结果如下： 1.在五月上中旬上午8：30-8：50，摘取1.2-1.8 m的雄花花蕾直接放入卡诺固定液，固定24-48 h后，用1 mol/L盐酸在60℃水浴中解离3 min，然后用改良品红直接染色压片进行观察，容易观察到各分裂相染色体。 2.根尖染色体鉴定：F<,011>、M<,05>、F<,1>代均为二倍体。花粉母细胞减数分裂鉴定：F<,011>为易位纯合体，它的F<,1>代为易位杂合体。 3.经雄配子育性鉴定：F<,011>、M<,05>花粉可育率100％，F<,1>代花粉可育率仅为22％。花粉可育率与籽粒数成正相关。 4.胚胎败育发生的关键期为球形胚期。 F<,1>代果实中IAA、GA<,3>、ABA、iPAs的含量变化异常于F<,011>和M<,05>，IAA、GA<,3>、iPAs在球形胚期相对亏损达到30％～70％，而ABA的含量最高值则为亲本同期的二倍，显著富足。 5.内源激素对胚胎发育的影响是在不同阶段相继起特定作用，共同调节植物性状表现，可能顺序为：IAA，iPAs，ABA，GA<,3>。 6.西瓜种子的正常发育需要各种激素的相互作用及动态平衡。 7.F<,011>后代少籽的原因：染色体易位导致高花粉败育率和内源激素异常变化，进而导致种子败育。 8．F<,1>代在单瓜重，中心糖等方面表现出杂交一代优势，而籽粒由于染色体易位影响，减少了近80％，因此F<,1>代可以做为优良的少籽西瓜品种加以推广。

目录

文摘

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声明

第一章文献综述

1.1引言

1.2少籽无籽西瓜研究进展

1.2.1三倍体无籽西瓜

1.2.2激素无籽西瓜

1.2.3易位无籽西瓜

1.2.4倍体无籽西瓜

1.2.5利用转基因技术生产无籽西瓜

1.3植物种子败育研究进展

1.3.1内在机制

1.3.2外在影响因素

1.3.3问题与展望

1.4染色体易位及其鉴定

1.4.1染色体易位的类型和遗传效应

1.4.2染色体易位的鉴定

1.4.3染色体易位对西瓜主要农艺性状的影响

1.5西瓜胚与胚乳的发育

1.5.1胚珠和胚囊的结构

1.5.2胚的发育

1.5.3胚乳的发育

1.5.4胚、胚乳与胚乳吸器发育的相关性

1.6激素测定——间接酶联免疫(间接ELISA)测定技术

1.6.1基本原理

1.6.2基本测定步骤

1.7本论文研究的目的与意义

第二章试验材料与方法

2.1试验材料及来源

2.2试验器材和主要试剂

2.2.1器材

2.2.2试剂

2.3试验的内容

2.3.1染色体细胞学鉴定

2.3.2小孢子发育观察和雄配子育性鉴定

2.3.3幼果内源激素的变化

2.3.4形态学观察及主要性状统计

第三章试验结果

3.1染色体细胞学鉴定

3.1.1染色体制片方法的改进

3.1.2最佳染色制片方法

3.1.3鉴定结果

3.2雄配子育性鉴定

3.3幼果内源激素的变化

3.3.1内源激素的动态变化

3.3.2内源激素平衡分析

3.4西瓜主要性状统计

3.4.1花器的外部形态比较分析

3.4.2果实形状及剖面比较

3.4.3主要农艺形状比较

第四章讨论

4.1制片方法的讨论

4.1.1采样时间

4.1.2采样大小

4.1.3高温酸解时间

4.1.4最佳制片方法

4.2 F011及F1代染色体结构的讨论

4.3染色体变异与花粉败育的关系

4.4花粉可育率与单瓜籽粒数的相关性

4.5内源激素变化与胚胎败育的关系

4.5.1内源激素含量动态变化与西瓜胚胎败育的关系

4.5.2内源激素的平衡与西瓜胚胎败育的关系

4.6少籽西瓜主要农艺性状讨论

第五章结论

参考文献

图版

致谢

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