花药离体培养及无籽西瓜相关补充
三倍体无籽西瓜培育的几个问题
三倍体无籽西瓜培育的几个问题★三倍体无籽西瓜没有种子，那么他生长需要的生长素是哪里得来的呢？三倍体无籽西瓜发育生长素的来源问题新教材上册讲到生长素促进果实发育时说：“发育着的种子能够产生大量生长素，在生长素的作用下，子房发育成果实。
”而下册教材讲三倍体时又言：“三倍体开花时，授以二倍体成熟花粉，能刺激子房发育成为果实（西瓜），因为胚珠并不发育成种子，所以这种西瓜叫无子西瓜”。
那么问题就出来了：没有胚珠，不形成种子，也就不产生大量生长素，那三倍体子房如何发育？其实，问题的关键在于所受的二倍体的花粉起了作用。
我们知道，三倍体植株在减数分裂时由于同源染色体联会紊乱，几乎不可能产生种子。
但是当其柱头接受了二倍体的花粉后，花粉在萌发的过程中，将自身使得色氨酸转化为吲哚乙酸的酶体系分泌到了三倍体西瓜植株的子房中去，促发了其子房合成了大量生长素；还有，二倍体花粉本身也携带少量的生长素，受粉以后也可以扩散到子房中去，正是这两种途径的共同作用，才促使了三倍体西瓜的子房发育，最终形成了无籽西瓜！★必须搞清楚的几个问题：①关于两次传粉：第一次传粉是杂交得到三倍体种子，第二次传粉是为了刺激子房发育成果实。
②为何不以二倍体西瓜为母体？如果以二倍体西瓜作为母体，四倍体西瓜作父本，也能得到三倍体种子，但这种三倍体种子结的西瓜，因珠被发育成厚硬的种皮，达不到“无籽”的目的。
③用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗使之成为四倍体，秋水仙素应处理幼苗或萌发的种子。
因为萌发的种子、幼苗具有分生能力，细胞进行有丝分裂，秋水仙素处理后可达到使产生的新细胞染色体数目加倍的目的。
④秋水仙素处理后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未处理的如根部细胞染色体数仍为二倍体。
⑤四倍体植株上结四倍体西瓜，四倍体西瓜内结的种子为三倍体，其种皮为四倍体。
三倍体西瓜的果皮种皮是四个染色体组，来源于母本，胚芽由受精卵发育来，有3个染色体组（2 1），胚乳由受精极核发育来有五个染色体组用二倍体西瓜为亲本，培育“三倍体无籽西瓜”过程中，下列说法正确的是（）A．第一年的植株中，染色体组数可存在2、3、4、5个染色体组B．第二年的植株中没有同源染色体C．第一年结的西瓜其种皮、胚、胚乳的染色体组数不同，均是当年杂交的结果D．第二年的植株中用三倍体做母本，与二倍体的父本产生的精子受精后，得不育的三倍体西瓜答案选A。
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引言三倍体无子西瓜，是指由两个不同种属的植物进行杂交后获得的三倍体植物，因其具有不孕性，无法自我繁殖，常用于商业种植，具有很高的经济价值。
本篇文章将介绍三倍体无子西瓜的培育方法以及其特点、应用和前景。
一、三倍体无子西瓜的培育方法1.杂交选择首先，需要选择两个不同种属的植物进行杂交。
在选择上，一般选择有良好育性的三倍体作为母本，由于枸橙是一种不孕性的无性繁殖植物，因此常常选择西瓜作为父本。
选取适当的杂交时期，花粉在两颗亲瓜相互授粉，授粉后很快就能结出果实。
2.培育条件在实际培育过程中，为了提高杂交率，应选择两个植株间亲缘关系相近的杂交种，也可以增加杂交时的花蒂反应渗漏，以提高杂交率。
此外，杂交前应进行适当的修剪处理，包括插花脱势、排除杂质等方法。
3.药物处理为了提高杂交率，可以采用一些药物辅助。
比如，可以使用一些药剂，如该效果最好的是PA（泡液浸泡法3小时），可以提高花药萌发率，延长花粉发芽期，增加种子发芽率等。
此外，还可以使用一些生长调节剂，如催花剂，以促使异交果树的开花。
4.种植管理在三倍体无子西瓜种植过程中，需要加强对苗期和植株生长期的管理。
对于幼苗的生长，要适当地控制水分，保持土壤湿润但不过湿。
对于植株生长，要加强施肥、喷灌等管理措施，以保证植株的健康生长。
二、三倍体无子西瓜的特点1.种子无法繁殖与二倍体西瓜不同，三倍体无子西瓜因染色体数目的特殊性，其普通西瓜种子只有两倍体，无法进行自我繁殖。
这意味着商业种植者无需担心西瓜果实中的种子影响果肉的质量，同时也确保了种植者的市场竞争力。
2.果实多汁、口感好三倍体无子西瓜的果肉水分含量较高，果汁丰富。
其肉质鲜嫩，口感极佳，不仅能够满足人们对西瓜爽口多汁的需求，还具有丰富的营养价值，饮食健康。
3.采摘成熟期较长相对于其他西瓜品种，无子西瓜的采摘成熟期较长。
这意味着种植者可以更长时间地将产品投放市场，保持市场竞争力，实现更高的经济效益。
无籽西瓜研究技术-湖南农大
后来用赤霉素、2，4-D等或混合使用，均获得无籽西瓜。 但是虽经过几十年的努力，激素无籽西瓜至今未能应用于生产。
主要问题 ： 需每天清晨不间断地进行处理 需经常摘除同株自由授粉产生的有籽果实 费时费工 坐果率低，果小畸形，白色秕籽多,商品差
2.染色体易位无籽西瓜
X或γ射线照射二倍体西瓜种子，诱发体细胞染 色体易位→纯和易位系。
20世纪70年代先后培育出蜜 宝无子、广西2号、邵阳304和红 花等无子西瓜品种，在生产中推 广应用。20世纪80年代选育出郑 引401、黄枚和杂育401等四倍体 西瓜品种，雪峰花皮无子、广西1 号、广西2号、黑蜜2号、蜜枚无 子1号、新疆2号等一批无子西瓜 新品种，其中多数都在生产上得 到大面积推广应用，有的还成为 主栽品种。
11，
只有含11和11+11的雌雄配子结合才是可育的。这种几率
是很小的。所以不能结籽，是不育的。
三倍体无籽西瓜形成示意图ຫໍສະໝຸດ 二、 三倍体无籽西瓜的发展
国外： 1937年Blakeslee和Avery发现秋水仙素诱 导染色体加倍后，掀起了用秋水仙 素进 行多倍体育种的高潮。
1939年日本的木原均山下孝介发表 关于获得4倍体西瓜的报道。
国内：
我国台湾1957年开始无籽西瓜育种。
1959年凤山热带园艺所育成9个三倍体无籽西瓜品种。 其中凤山1号于1961年进入全面生产阶段。
目前台湾栽培面积已1500公顷，主栽品种有凤山1号， 农友新1号，农友新奇等。
美、意、印等国也先后开展了此项研究。
以色列获得四倍体Alena,80年代大量出口欧洲，受到 欢迎。开辟了四倍体西瓜直接生产出口的先例。
广东农科院：易（2）、3号 曾在生产上少量试种.
均为少籽未能做到无籽西瓜。
高中教材中关于无籽西瓜的培育的说明
高中教材中关于无籽西瓜的培育的说明人教版高中生物必修二染色体变异这节课课后的拓展题涉及到三倍体西瓜的问题。
尽管这部分内容从原来老教材的正文部分移到了课后的练习中，但在学习这部分内容时很多学生和老师依然存在着疑点。
下面就教学和在网上生物论坛讨论时遇到的疑问进行分析。
1 三倍体无籽西瓜绝不可能结出种子吗？无籽西瓜是同源三倍体（3n=33），是由四倍体母本（用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜幼苗而获得的），接受二倍体父本花粉而培育出来的三倍体种子长成三倍体植株所结的果实。
同源三倍体植株的性母细胞在减数分裂时，每同源的三条染色体在减数第一次分裂的前期时，或组成一个三价体，或组成一个双价体和单价体。
在后期时，三价体一般是两条进入一极，一条进入另一极；二价体中两条同源染色体分离正常，移向细胞的两极，单价体一般随机进入两极中的一级[1]。
所以就同源的三条染色体而言，形成二倍体配子和单倍体的配子的概率各位1/2。
而三个染色体组经减数分裂形成二倍体配子和单倍体配子的概率各为(1/2)11，只有这样的配子才是平衡的（可育的）。
因此三倍体西瓜植株形成真正的种子的几率在理论上可推算为[2]：由此可见，三倍体西瓜并非不能产生可育的配子，并非不能结出种子，而是一般情况下结种子的几率很低而已。
由此进一步拓展，为了省去每年制三倍体种子的麻烦，可以将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组织苗或人工种子，再进行移栽或种植即可。
2 三倍体无籽西瓜发育时生长素从哪里来？我们知道，发育着的种子能够产生大量的生长素，在生长素的作用下，子房发育成果实。
当三倍体植株开花时，需要授给二倍体普通西瓜的成熟的花粉，以刺激子房发育而成为果实（西瓜），因为胚珠并不发育成为种子，所以这种西瓜叫做无籽西瓜。
问题在于不形成种子也就不能产生大量的生长素，那么三倍体的子房是如何发育成果实的呢？其实，关键在于所授的二倍体的花粉起了作用。
通过上面三倍体西瓜育性问题的分析可知，三倍体植株在减数分裂时由于联会紊乱产生正常配子（2n或n）的概率仅为(1/2)n-1，产生真正种子的概率极低[3]。
生产无籽西瓜的科学小办法(3).doc
生产无籽西瓜的科学小办法（3）生产无籽西瓜的科学小办法（3）【组织培养法】组织培养就是利用植物的某一部分组织或器官在无菌条件下，培养成完整植株的一种新的繁殖方法。
我国从1979年即开始开展此项工作，目前上海、北京、山东、河北、山西、甘肃及黑龙江等省市的许多单位已利用该法生产出大批优质高产的无籽西瓜供应市场，取得显著的经济效益和社会效益。
具体方法是：（1）培养材料：据国内外报道，西瓜的种胚、茎尖、根尖、花粉及子房等均可用于组织培养，但目前应用最多的是种胚和茎尖组织培养。
（2）培养基：西瓜组织培养的培养基因所选用的材料及培养阶段的不同异。
一般可分为芽团分化培养基、种胚培养基和生根培养基等三种。
①西瓜芽团培养基：每升培养基中有大量元素硝酸铵（NH4NO3）500毫克，硝酸钾（KNO3）1000毫克，氯化钙（CaC12）440毫克，硫酸镁（MgSO4•7H2O）370毫克，磷酸二氢钾（KH2PO4）370毫克，铁盐EDTA-Na2）745毫克；有微量元素硫酸亚铁（FeSO4•7H2O）55.7克，硫酸锰（MnSO4•4H2O）22.3毫克，硼酸（H3BO3）6.2毫克，碘化钾（KI）0.83毫克，钼酸钠（Na2MoO4•2H2O）0.25毫克，硫酸锌（ZnSO4•7H2O）8.6毫克，硫酸铜（CuSO4•5H2O）0.025毫克，氯化钴（CoC12•6H2O）0.025毫克；含有机物肌醇100毫克，维生素B10.4毫克，维生素B60.5毫克，甘氨酸2毫克，烟酸0.5毫克；含激素吲哚乙酸（IAA）1毫克，6-苄基嘌呤（6-BA）0.5毫克；含琼脂7克，蔗糖30克或食用白糖50克。
pH调至5.5～6.4。
②西瓜种胚培养基：大量元素、微量元素、维生素及有机物等全部与①同，但激素类去掉吲哚乙酸（IAA）和6-苄基嘌呤（6-BA）。
高中生物高考 2021届小题必练14 生物的变异及育种 生物的进化 学生版
（新高考）小题必练14：生物的变异及育种生物的进化本专题是根据近三年（2018～2020）的高考真题情况，去组织和命制题目。
专题中有近三年的高考真题，根据真题加以模仿的题和百强名校对应考点的题。
该专题主要考查生物的变异及育种等。
重点考查生物变异的类型（基因突变、基因重组及染色体变异）、生物变异在育种中的应用及生物的进化等。
1．（2020年全国卷Ⅱ·4）关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是（）A．二倍体植物的配子只含有一个染色体组B．每个染色体组中的染色体均为非同源染色体C．每个染色体组中都含有常染色体和性染色体D．每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同2．（2019江苏卷·4）下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是（）A．基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异B．基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异C．弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种D．多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种3．（2018·全国卷Ⅰ，6）某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体M和N均不能在基本培养基上生长，但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长，将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆菌（X）的菌落。
据此判断，下列说法不合理的是（）A．突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失B．突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的C．突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到XD．突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移1．下列关于生物的变异叙述正确的是（）A．某DNA分子中丢失1个基因，则该变异属于基因突变B．基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离，所以出现了aa的个体C．二倍体水稻花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，其稻穗、米粒较小D．无籽西瓜及无子番茄的培育过程中都有生长素参与2．同一番茄地里有两株异常番茄，甲株所结果实均为果形异常，乙株只结了一个果形异常的果实，其余的正常。
人教版 从杂交育种到基因工程 单元测试1
从杂交育种到基因工程学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、选择题1．如图所示限制酶切割基因分子的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列和切点是（）A．CTTAAG，切点在C和T之间B．CTTAAG，切点在T和A之间C．GAATTC，切点在G和A之间D．GAATTC，切点在C和T之间【答案】C【解析】据图分析，该限制酶能识别的碱基序列为GAATTC，其切点是在G和A之间，所以C正确。
2．离子束诱变育种是将低能重离子注入到生物体、组织或细胞内，使其产生变异。
该技术应用于药用植物的研究，不仅克服了辐射诱变的盲目性，而且能降低辐射诱变的负效应。
下列说法正确的是A. 离子束诱变不能产生染色体变异，而辐射诱变可以B. 离子束诱变育种的结果都是有利的变异C. 通过离子束诱变育种产生的具有优良效用的药用植物是新物种D. 离子束诱变育种较辐射诱变育种处理的育种材料相对较少【答案】D【解析】诱变均可以产生基因突变和染色体变异，A错误。
离子束诱变降低了辐射诱变的负效应，而不是完全消除辐射诱变的负效应，可能产生有害变异，B错误。
突变不一定产生新物种，C错误。
离子束诱变育种克服了辐射诱变的盲目性，处理的育种材料一般较少就可以得到想要的结果，D正确。
【点睛】变异与新物种的产生：（1）基因突变与基因重组属于分子水平变化，不会改变生物的种类。
（2）染色体变异可能改变生物种类。
染色体结构变异不会导致生物种类的改变，但染色体组成倍增加可以导致新物种的产生。
3．花药离体培养成烟草新品种、用抗倒伏易染锈病的小麦与易倒伏抗锈病的小麦为亲本育成抗倒伏抗锈病的小麦品种、培育无籽西瓜、用Co60辐射稻种,育成成熟期提早、蛋白质含量高的品种,以上育种方式依次分别是（）①诱变育种②杂交育种③单倍体育种④多倍体育种A.①②③④B.④③②①C.③④②①D.③②④①【答案】D【解析】试题分析：花药离体培养成烟草新品种属于单倍体育种。
高中生物无籽西瓜的培育原理
高中生物无籽西瓜的培育原理
无籽西瓜的培育原理是利用了三倍体植株在减数分裂过程中的联会紊乱现象。
在正常的二倍体西瓜植株中，花粉中的染色体组成为n（单倍体），而卵子中的染色体组成为2n（二倍体）。
当花粉与卵子结合时，受精卵中的染色体数目为3n（三倍体），这种三倍体的西瓜种子在发育过程中会出现联会紊乱，导致减数分裂无法正常进行，从而不能形成正常的配子（卵子和精子）。
因此，三倍体西瓜植株无法自身繁殖后代。
为了获得无籽西瓜，通常采用以下方法进行培育：
1. 杂交：将二倍体西瓜植株与四倍体西瓜植株进行杂交。
四倍体西瓜植株的花粉中含有2n 染色体，与二倍体西瓜植株的卵子结合后，形成的受精卵中染色体数目为3n。
2. 诱导三倍体：通过秋水仙素等化学物质处理杂交后的受精卵，诱导其染色体加倍，使其成为三倍体西瓜种子。
3. 种植三倍体西瓜：将三倍体西瓜种子种植，并进行正常的生长和发育。
由于三倍体西瓜植株无法进行正常的减数分裂，所以它们不会产生有籽的果实。
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无籽西瓜的培育过程为什么不用二 倍体做母本？
原因2（从三倍体植株的母本的角度分析）：
• 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，种皮是母本发育的，是四倍体，所以胚的发育 时间比种皮的发育时间短，当胚发育完全时，种皮尚 未发育完全，故种皮较薄，利于播种。 反过来，若是 四倍体作父本，二倍体作母本，则胚是三倍体，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，种皮已经发育的过盛了，此时种皮较 厚，播种时便不利于发芽了。故只能用四倍体做母本， 二倍体作父本。
三倍体无子西瓜的培育流程分析
为什么不用二 倍体做母本？
无籽西瓜的培育过程为什么不用二 倍体做母本？
原因1（从三倍体植株的角度分析）：
• 三倍体西瓜植株有胚珠，只是胚珠不能产生卵细胞！ 也就是说，“无籽西瓜”并非真的没有种子，只是没 有种子的胚和胚乳而已，种皮还是有的。如果用四倍 体作母本，则三倍体西瓜的细胞质基因来自四倍体； 反之，如果用二倍体作母本，则三倍体西瓜的细胞质 基因来自二倍体。实践证明，细胞质基因来自二倍体 的三倍体西瓜，其珠被能正常发育成种皮！这样的话， 得到的“无籽西瓜”是有种皮的，人们吃的时候感觉 还是有籽的！
— 果实—
受精极核 — 胚乳—
三倍体无子西瓜的培育流程分析
(1)三倍体种子，第二次传粉是为 了提供生长素刺激子房发育成果 实。 (2)四倍体植株上结的西瓜，种皮、 瓜瓤（果肉）、瓜皮等部分的细 胞中含有4个染色体组，仅胚细 胞中含有3个染色体组。 (3)三倍体西瓜进行减数分裂时， 由于联会紊乱，不能形成正常的 配子，所以不能产生种子。
花药离体培养相关知识补充
花瓣
雄蕊
花药 花丝
花萼
花托 花柄
✓花粉储存在“花药”中， “花药”离体培养其实就是 “花粉”离体培养
柱头
花柱 雌蕊
子房
花的结构
无籽西瓜相关知识补充
柱头 花柱
子房壁 胚珠 房壁 珠被
胚 珠
受精卵
— 果皮— — 种皮— 胚种 —子