相信大家都見過無籽西瓜,但是,一定很少有人知道它們是怎麼來的
注意:以下内容是原理講解,不想看或看不懂就直接翻到下面的具體操作
無籽西瓜
無籽西瓜和普通西瓜一樣,正常開花,結果,但是卻沒有種子,那麼,這是為什麼
要想弄清這個問題,就要先知道種子是怎麼來的
種子的來源種子是植物的生殖器官,由受精卵發育來
受精卵由卵細胞與精子結合形成,卵細胞位于雌蕊子房的胚珠内,精子位于雄蕊花藥産生的花粉中
當花粉落到雌蕊柱頭上時,萌發花粉管,生長至胚珠,精子沿花粉管進入胚珠,與卵細胞結合形成受精卵(當然,同時也會發生另一個結合,這裡暫時不說)
雌蕊
雄蕊
受精卵形成後,開始分裂,分化,形成種子的胚,這個過程中會産生生長素,促使子房發育,形成果實
如何沒有種子如果想要沒有種子,隻要去除掉上面任意一個形成種子的條件就可以
比如不受精,但是這樣也不會有果實
那有沒有什麼方法既可以沒有種子,又可以有果實?
答案是有的,西瓜的花粉中,含有生長素酶,隻要授粉,就可以使子房發育,隻要使受精無法進行就可以
常用的就是三倍體植株,三倍體有三個染色體組,三倍體植株形成的精子和卵細胞都是異常的,大多會凋亡,因此,很難形成種子(當然,偶爾有幾個種子也正常,後面會說原因)
現在來說一說三倍體為什麼不能正常生殖
三倍體三倍體是有三組染色體的生物,正常的生物一般都是兩組染色體(二倍體),三倍體一般是植物才會有,動物極難出現。
三倍體是由二倍體産生的配子與四倍體産生的配子結合成的受精卵發育成(精子,卵細胞都是配子)
在形成精子,卵細胞時,都要進行減數分裂,減數分裂時,二倍體同源染色體配對(聯會),被紡錘絲均等分開,兩部分各有一組染色體,這種配子是正常的;四倍體同源染色體同樣可以正常配對,也可以被紡錘絲均等分開,兩部分各有兩組染色體,這種配子也是正常的。
二倍體減數分裂第一期圖解
四倍體減數分裂第一期圖解
減數分裂還有一個過程,暫時不說
二倍體和四倍體都能形成正常配子,它們的配子也可以正常結合形成受精卵
二倍體的配子和四倍體的配子也可以正常結合形成受精卵,但是受精卵是三倍體,三倍體可以正常進行有絲分裂,因此三倍體可以正常生長,但是三倍體在減數分裂時卻會出現問題
三倍體減數分裂時染色體聯會,但是三倍體有三個染色體組,其中兩個染色體正常配對,剩下的一個染色體無法正常配對,會造成聯會紊亂;正常配對的染色體被紡錘絲牽到細胞兩端,剩餘的一組會随着細胞質的分開而被随機分開,因此,會造成每個配子中出現多餘的染色體,這些染色體不夠一個染色體組,數量或多或少,這種細胞是嚴重異常的,會自動凋亡
三倍體聯會紊亂,這種情況配子異常
當然,三倍體偶爾也會産生正常配子,如果多出來的一組染色體正好都被分裂到同一個配子中,這兩個配子一個是兩組染色體,一個是一組染色體,如果此時另一種配子也是正常的,同時它們結合,這樣是可以形成受精卵的,因此三倍體植物偶爾形成種子也是很正常的,隻不過概率很小,而且一組染色體的染色體數量越多,概率越小
三倍體聯會紊亂,但配子正常
由于植物的染色體數量一般很多,因此能産生正常配子的概率極低,就算出現,數量也很小,整體影響不大,所以西瓜就通過三倍體來實現無籽
四倍體又是怎麼來的那麼,問題來了,既然三倍體是二倍體和四倍體雜交來的,那麼四倍體又是怎麼來的
正常的植物都是二倍體,如果使它們染色體加倍,就是四倍體了,細胞在有絲分裂後期時,同一個細胞中有四組染色體,如果此時阻止它繼續分裂,就變成四倍體了
染色體是被紡錘絲牽着移動的,隻要破壞紡錘絲,就能阻止分裂繼續,低溫可以抑制紡錘絲形成,但是正常生長的植株用這種方法并不方便;還有一種方法,秋水仙素,這種化學試劑也可以抑制紡錘絲形成,隻要在剛發芽的二倍體植株芽尖滴上适量秋水仙素,就可以把它轉變成四倍體
(秋水仙素有毒,濃度和用量必須控制好)
秋水仙素抑制紡錘體形成導緻有絲分裂的二倍體細胞變成四倍體
四倍體和二倍體植株都有了,接下來就是雜交它們,将二倍體植株的花粉塗到四倍體植株的柱頭上,這樣,得到的種子就是三倍體種子
将三倍體種子種下,由于三倍體減數分裂時聯會紊亂,形成的配子異常,因此很難形成受精卵,也就不會有種子,但是三倍體花粉有生長素酶,授粉後子房就可以正常發育,因此是有果實的
長出來的西瓜就是無籽西瓜
這些是原理,接下來看一下怎麼操作第一年,種下正常的西瓜種子(二倍體),發芽後将适量合适濃度的秋水仙素滴在芽尖上,誘導為四倍體,開花後,将雄花摘掉,将二倍體西瓜的花粉塗在四倍體西瓜的柱頭上面,得到的種子第二年種下,同株授粉,結出的西瓜就沒有種子
最後提示,這個操作成功率并不是百分之百,有可能誘導不成功,也有可能導緻植株死亡,另外,秋水仙素有劇毒,不要輕易嘗試(而且不好買)
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