張瑛 周如美 李愛民 張永泰 祁建波

（江蘇里下河地區(qū)農(nóng)科所，江蘇揚州，225008）

秋水仙素浸根法誘導(dǎo)優(yōu)質(zhì)小型西瓜四倍體試驗初報

張瑛 周如美 李愛民 張永泰 祁建波

（江蘇里下河地區(qū)農(nóng)科所，江蘇揚州，225008）

用不同濃度的秋水仙素對優(yōu)質(zhì)小型西瓜進行浸根和滴苗處理誘導(dǎo)四倍體，結(jié)果表明，隨著浸根所用秋水仙素濃度和時間的增加，四倍體誘導(dǎo)率有增加的趨勢，最高誘導(dǎo)率達到了20.0%，比滴苗處理高出11.3%。將加倍的四倍體果實與二倍體果實進行比較，四倍體果實皮厚增加，瓤質(zhì)變硬，結(jié)籽數(shù)下降。

優(yōu)質(zhì) 小型西瓜 秋水仙素 四倍體

近年來，人們對小果型及無籽西瓜的需求越來越大，帶動了各育種單位培育無籽西瓜的高潮，國內(nèi)外的育種專家就無籽西瓜的育種進行多方面的探討，但到目前為止，最常用且可行的技術(shù)仍然是通過二倍體誘導(dǎo)培育四倍體西瓜[1]，再與優(yōu)質(zhì)二倍體西瓜雜交，來獲得三倍體無籽西瓜。目前選育四倍體西瓜的方法主要有2種，一是通過四倍體品種間的雜交選擇優(yōu)良四倍體[2]，但四倍體雜種的穩(wěn)定需較多的年限和較大的群體，耗費大量的人力、物力和土地資源。二是利用二倍體西瓜誘變四倍體，其方法有物理的（包括各種射線、異常溫度、高速離心、高壓等）和化學(xué)的（利用藥劑如秋水仙素、吲哚乙酸、有機砷制劑等）。最有效且經(jīng)常被采用的是秋水仙素，目前在西瓜上主要采用浸種法、滴苗法、涂抹法以及芽苗倒浸法等，但這幾種誘變方法成功率低，且易形成嵌合體[2]。本試驗旨在通過秋水仙素浸根法來探索誘導(dǎo)西瓜四倍體的高效方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為二倍體西瓜自交系S1090，該品系由江蘇里下河地區(qū)農(nóng)科所選育，白皮紅瓤沙質(zhì)，果形較小，單果質(zhì)量2～2.5 g，果形近圓，糖分含量高，中糖可達13%，纖維含量少。

1.2 試驗處理

①生長點滴液法 2008年2月19日播種育苗，種子發(fā)芽后移入營養(yǎng)缽中，待出苗子葉展平變綠后，用毛筆蘸0.2，0.3 g/L的秋水仙素溶液滴苗，每天2次，連續(xù)4 d。

②根系浸泡法 2008年3月5日催芽播種，待種子出苗子葉展平后，從營養(yǎng)缽中取出洗盡基質(zhì)，分別放入0.1，0.2，0.3，0.4 g/L的秋水仙素溶液中浸泡3，5，7 h。浸泡后用清水沖洗干凈，再栽入營養(yǎng)缽中。

經(jīng)秋水仙素處理過的幼苗于4月11日同時移栽定植于大田中，采用雙膜覆蓋，肥水和治蟲防病管理按照大田管理。

1.3 試驗方法

初步鑒定采用器官形態(tài)鑒定法，通過觀察植株莖稈粗細、葉片厚度、葉色深淺、雌雄花花冠大小、果實大小和性狀、種子多少等來確定四倍體變異株[3～4]。

通過初步鑒定的植株，將其種子在30℃左右下催芽，待芽根長1.5～2.0 cm時，進行根尖染色體鑒定。上午8：00～9：00取樣，切取長0.5～1.0 cm健壯根尖，用改良苯酚品紅染色，常規(guī)技術(shù)制片，在光學(xué)顯微鏡下觀察染色體數(shù)目，進行細胞學(xué)鑒定[5～6]。

表1 不同處理西瓜四倍體誘導(dǎo)率比較

表2 染色體加倍后果實性狀、結(jié)實數(shù)比較

2 結(jié)果與分析

2.1 植株誘變率

3月30日對西瓜苗進行觀察發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)秋水仙素處理的幼苗已經(jīng)達到2葉1心；經(jīng)0.2 g/L秋水仙素滴苗的幼苗，雖全部成活，但其中有10%的真葉未出，大部分為1葉1心；經(jīng)0.3 g/L秋水仙素滴苗的幼苗，有10%的死苗，30%的真葉未出，其余都為1葉1心。而經(jīng)過秋水仙素浸根的各處理，全部成活，但是真葉抽出要比未經(jīng)秋水仙素處理的慢，且隨著浸根所用秋水仙素濃度和時間的增加，表現(xiàn)為葉片增厚，葉面凹凸不平，葉形不規(guī)則的真葉越來越多。

根據(jù)在定植活棵后對各處理植株器官形態(tài)的調(diào)查，初步選出發(fā)生變異的植株，從表1可知，在浸根時間相同的條件下，隨著秋水仙素溶液濃度的增加，西瓜植株的變異率呈增加的趨勢。同時在相同濃度的條件下，西瓜植株的變異率隨著幼苗浸根時間的延長而呈增加的趨勢，其中0.4 g/L浸根7 h處理的植株變異率最高為85%，而滴苗處理定植成活的植株中變異率分別為26.7%，56.5%，要低于相同濃度秋水仙素浸根5 h和7 h的處理。

進一步做根尖染色體鑒定，經(jīng)器官形態(tài)觀察疑似四倍體的植株，其中只有部分為四倍體，染色體從原來的2n=2x=22條變?yōu)?n= 4x=44條，證明二倍體發(fā)生變異成為同源四倍體，由表1可知，前面3個處理由于濃度和時間不夠沒有產(chǎn)生四倍體，從0.4 g/L，3 h處理開始都形成了四倍體植株，在相同浸根時間下，隨著處理濃度的增加誘導(dǎo)形成四倍體的比率增加，相同濃度時，浸根7 h處理誘導(dǎo)四倍體的效果要好于5 h，而浸根處理的誘導(dǎo)比率要普遍高于滴苗處理，誘導(dǎo)效果良好。

2.2 變異特征

通過觀察發(fā)現(xiàn)，二倍體誘變?yōu)樗谋扼w的植株，其生長勢和抗病抗逆性明顯增強，葉片增厚變寬，莖稈增粗，節(jié)間變短，花器官增大，果形指數(shù)下降，果皮厚度增加，瓤質(zhì)變硬，纖維變多，同時自交親和性和結(jié)籽率都明顯下降（表2）。其原因可能是由于染色體加倍導(dǎo)致植株體細胞增大；雌雄配子育性降低；花粉（2n）的體積明顯增大；自交繁殖過程中，花粉的萌發(fā)及生長速度變慢、花粉管的形態(tài)部分畸形、部分極核受精過程及受精細胞（與精核結(jié)合的極核或卵）的進一步發(fā)育狀況出現(xiàn)異常，大多數(shù)育性或結(jié)實率有不同程度的降低[7]。

3 結(jié)論

本試驗結(jié)果表明，用秋水仙素浸根法誘導(dǎo)西瓜染色體加倍，誘導(dǎo)比率隨著浸根所用秋水仙素濃度和時間的增加而增加，其效果要好于滴苗法，其中0.3 g/L和0.4 g/L浸根7 h的誘導(dǎo)率最高達20%，比滴苗法高出11.3%，誘導(dǎo)效果顯著，但由于本試驗所設(shè)濃度和浸根時間處理較少，不能以此確定為浸根的最佳濃度和時間，需要進一步的研究。采用器官形態(tài)觀測可以快捷方便的發(fā)現(xiàn)四倍體變異株，但是準確率不高需結(jié)合根尖細胞染色體鑒定。染色體加倍后，西瓜皮厚增加，瓤質(zhì)變硬，育性和結(jié)籽數(shù)下降，因此需通過進一步的選育來改良四倍體西瓜的品質(zhì)。

[1]譚素英，黃秀強.提高西瓜四倍體誘導(dǎo)率的研究[J].華北農(nóng)學(xué)報，1993，8（4）：12-15.

[2]中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所.中國西瓜甜瓜[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000：272-282.

[3]巴拉諾夫著．鮑文奎譯．植物多倍體[M]．北京：科學(xué)技術(shù)出版社，1958：102-103.

[4]中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所鄭州分所.培育四倍體西瓜初報[J]．植物學(xué)通報，1974（2）：26-31.

[5]河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝系選種教研組．在觀察蔬菜作物染色體上丙酸—鐵—洋紅—水合二氫乙醛（PIHCH）染色的新技術(shù)[J]．遺傳學(xué)報，1977（1）：82-83.

[6]河南農(nóng)學(xué)院遺傳蔬菜教研室．西瓜同源四倍體的誘導(dǎo)與細胞學(xué)鑒定[J]．中國果樹，1980（1）：58-63.

[7]姜金仲，李云，程金新.植物同源四倍體生殖特性及DNA遺傳結(jié)構(gòu)的變異遺傳[J].遺傳，2006（9）：1 185-1 190.

訂正：由于出片時設(shè)置不當，本刊2009年第6期（3月學(xué)術(shù)版）中部分圖片線條缺失，現(xiàn)重新刊登如下：

Preliminary Study on the Inducement of Tetraploid Quality Small Watermelon Using Colchicine to Soak Root

ZHANG Ying,ZHOU Rumei,LI Aimin,ZHANG Yongtai,QI Jianbo
(Lixiahe District Agriculture Sciences Research Institute,Jiangsu 225008)

The different concentrations of colchicine were used to soak small watermelon root and drop the seedling to induce the tetraploid.The results showed that with the concentration and time increased,the rate of tetraploid induction has an increasing trend,the maximum induced rate was 20.0%,11.3%higher than those in the dropping-burgeon treatment. Compared to diploid fruits,the tetraploid's skin depth increased,flesh became harder,sweetness and the amount of seeds dropped.

Quality;Small watermelon;Colchicine;Tetraploid

圖2 不同品種小型西瓜發(fā)育期番茄紅素含量變化

圖6 外源鈣處理的馬鈴薯貯藏期間VC含量的變化（第34頁）

10.3865/j.issn.1001-3547.2009.08.004

張瑛（1979-），男，碩士，主要從事西瓜育種研究，電話：0514-87302245，13912141839。E-mail：yzjzk@126.com

2008-12-24