Genetic study on seed coat characteristics in multiploid watermelon

[ Objective] This study is to provide basis for the genetic improvement of triploid watermelon cultivars from seed coat characteristiscs by analyzing its genetic properties. [ Method ] Genetic effects of seed coat characteristics and their related characteristics in tdploid watermelon were analyzed by additive dominant genetic model based on 36 F1 hybrids which were crossed by six female parents of four ecotypes and six male parents of same ecotype according to North Carolina II crossing design. [ Result] The seed coat number characteristics was controlled by additive effects, dominant effects and error variance of genetic together. The additive effects of the length and width of abortive seed coat were significant, and the error variance was significant or highly significant. It was observed that there was a significant negative correlation of additive effects between the seed coat number and fringe soluble sugar. Also there was a significant negative correlation of dominant effects between lycopenes, dry matter and the seed coat number. However, there was a highly significant positive correlation in additive effects between the length and width of abortive seed coat. [ Conclusion ] The results provide guidance for genetic breeding of triploid watermelon cultivars.

三倍体西瓜种子萌发障碍及吸水促萌技术研究

为克服三倍体西瓜种子的萌发障碍,采用过氧化氢结合吸水促萌技术处理了6个无籽西瓜品种。种子用0.1%过氧化氢、水、水加气浸泡2h,并在饱和相对湿度下保持24h、34h和48h后回干,3种处理都显著提高了种子的萌发速度和萌发能力,发芽率分别提高了38%～56%,过氧化氢浸种结合34h和48h培养为最佳处理组合。吸水促萌提高了所有参试品种的萌发能力,提高程度从14%至66%因品种而异。促萌后的种子用适当的速度回干保存后仍能保持促萌效果。用软-X射线对无籽西瓜种子和胚结构的分析表明,萌发障碍的形成主要与种皮有关,吸水促萌提高了种胚的活力,克服了种皮造成的萌发障碍。

种子引发处理对无籽西瓜幼苗生长的影响和对细菌性果斑病菌消毒的效果

种子出苗率低和传带细菌性果斑病菌是制约三倍体无籽西瓜生产的主要原因。本试验利用KMnO4、CuSO4和ZnSO4的不同浓度溶液对无籽西瓜种子进行不同时间引发处理,通过滤纸发芽试验,观测其对种子发芽和幼苗生长的促进作用;借助平板法测定引发溶液对细菌性果斑病菌FC247的抑制作用,免疫凝聚试纸条和传统PCR检测引发处理对种子人工接菌FC247的消毒效果。结果表明:0.1%CuSO4溶液引发处理4 h和0.2%ZnSO4溶液引发处理24 h,分别比未引发处理的无籽西瓜种子发芽率提高71.1%和73.3%,并能显著提高发芽整齐度和幼苗素质;同时,引发溶液对细菌性果斑病菌有显著抑制作用,并对人工接菌种子表现出一定程度的消毒效果。

三倍体西瓜种子萌发障碍与种皮的关系

以三倍体西瓜‘黑牛’和二倍体西瓜‘黑宝’种子为材料,对种子形态指标、种皮的透性和种皮电镜超微结构进行了分析。试验结果:三倍体西瓜种子中种皮平均厚度约为二倍体西瓜种子的2倍,而且三倍体西瓜种子比二倍体多1个细胞排列非常致密的硬化组织;三倍体西瓜种子内种皮平均厚度约为二倍体的10倍,三倍体西瓜种子内种皮木质化,结构明显分为3层;在种子吸胀萌发过程中,三倍体和二倍体种子内种皮结构变化的差异非常明显,表明三倍体西瓜种子的中种皮和内种皮在一定程度上均阻碍种胚与外界的气体交换,影响种子的萌发,而二倍体西瓜种子的种皮对气体交换的影响不明显。

固体基质引发西瓜种子的效果及其对β-半乳甘露聚糖酶活性和DNA复制的影响

【目的】用固体基质引发(SMP)技术克服三倍体西瓜种子萌发障碍,有效提高种子发芽率40%,研究并发现引发机理。【方法】在SMP引发过程中西瓜种子的吸水速度缓慢并始终未达到饱和含水量,RNA积累速度和浓度高于对照。采用单粒种子凝胶扩散法和电泳法研究种子中β-半乳甘露聚糖酶的活性。【结果】SMP处理种子中的高酶活性种子的比率以及平均酶活性都高于未处理种子。流式细胞分析仪对引发种子DNA复制水平调查结果表明,SMP处理的种子在种子吸胀的各个阶段,胚根尖中6C与3C的比值都高于对照种子。用软-X射线对种子结构的检测发现,SMP处理过的种子胚乳套根尖处变薄。【结论】在SMP条件下西瓜种子中的生理、生化、DNA复制水平以及结构发生的变化与克服萌发障碍提高三倍体西瓜种子萌发能力相关。

不同倍性西瓜果实维生素C含量比较研究

以10个西瓜品种的二倍体及其人工诱导的同源四倍体、三倍体为材料,研究不同倍性西瓜成熟果实Vc含量的差异及果实发育过程中Vc含量的变化。结果表明,不同倍性西瓜中Vc含量差异较大,9个品种三倍体或四倍体的Vc含量高于二倍体(P<0.05);不同倍性西瓜果实中Vc含量变化规律基本相同,幼果期较高、果实膨大期较低、成熟期较高,且呈近似"V"型变化曲线。其峰值的出现顺序为2X、3X、4X,倍性越高,其峰值出现越晚。不同染色体倍性西瓜果实Vc含量较高的时期均为成熟期。

三倍体西瓜种子种壳结构及机械破壳力学特性

为实现机械破壳代替人工破壳的方式提高无子西瓜种子的发芽率。对比二倍体西瓜种子,用种壳超微结构分析方法解释了三倍体西瓜种子的发芽障碍原因;并采用3种常见的三倍体西瓜种子黑牛、蜜红和花皮,含水率分别为11.1%、11.2%和10.6%,运用常用试验方法对实现机械破壳的力学特性进行了试验研究。试验结果得出三倍体西瓜种子的加载速度对破壳力的影响;设计压缩摇杆时,其调节量标准以各品种的压缩变形量最大值为基准;加载速度宜选择80～100mm/min;最大破壳力为68.97N。研究得到的结果为开发三倍体西瓜种子破壳机械提供了基本参数和理论计算依据。

水杨酸处理对三倍体西瓜种子萌发及其质膜透性的影响

为解决三倍体西瓜种子的萌发问题,以三倍体西瓜种子为材料,研究了不同浓度的水杨酸（SA）引发处理对三倍体西瓜种子萌发及其种子浸出液电导率的影响。结果表明：在SA浓度为0.01-1.0mmol/L范围内浸种处理可明显促进三倍体西瓜种子的萌发,其发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数呈增长趋势,其中0.1mmol/L的SA处理24h效果极为显著。而当SA浓度高于1.0mmol/L时则对种子的萌发起抑制作用,其各项萌发指标均随SA浓度的增加而明显下降。SA浸种后三倍体西瓜种子浸出液电导率的变化同种子萌发的趋势相似,较低浓度SA可显著降低种子浸出液的电导率,此后随SA浓度的升高呈明显下降趋势。

药剂处理对三倍体西瓜种子发芽势的影响及对果斑病的防治效果

选用本实验室组配的1号杀菌剂和3种常用药剂,比较了不同药剂及不同浓度的1号杀菌剂处理人工接菌的西瓜种子后对种子发芽、幼苗生长的促进作用和对果斑病的防治效果。结果显示:与对照CK1(种子破壳,清水处理)相比较,72%农用硫酸链霉素可溶粉剂7.2×102μg/mL处理2h、40%甲醛1.6×103μg/mL处理1h和1号杀菌剂0.5×104μg/mL处理2h,发芽势分别高出10.5%、6.7%和4.9%。供试药剂中1号杀菌剂处理种子对果斑病有较好的防治效果,1号杀菌剂0.5×104μg/mL处理2h、1%盐酸3.7×103μg/mL处理30min、40%甲醛溶液处理1h和72%农用硫酸链霉素可溶粉剂7.2×102μg/mL处理2h防治效果分别为74.7%、73.7%、58.5%和49.3%。

不同含水量珍珠岩引发对三倍体西瓜种子萌发及生理活动的影响

为解决三倍体西瓜种子的萌发问题,以三倍体西瓜种子为材料,研究了不同含水量的珍珠岩引发处理对三倍体西瓜种子萌发及其生理指标的影响。结果表明:引发处理不但显著提高了三倍体西瓜种子的发芽率和发芽速度,而且提高了苗期保护酶的活性及减少MDA的含量。不同处理产生不同的引发效果,其中珍珠岩含水量60%引发处理的效果最好。这说明适宜含水量的珍珠岩引发处理能够加快三倍体西瓜种子萌发速率和萌发一致性。

四倍体西瓜种质资源的抗枯萎病性鉴定及其遗传规律初探

采用苗期接种法对51份四倍体西瓜种质资源进行枯萎病抗性鉴定,并选择不同抗性的四倍体西瓜与二倍体西瓜按NCⅡ杂交设计配制三倍体西瓜组合,通过方差分析研究四倍体西瓜的枯萎病抗性遗传规律。结果表明:三倍体西瓜枯萎病抗性受其双亲的加性和非加性遗传共同控制,且以加性遗传为主,源于四倍体母本的加性遗传相对重要于二倍体父本的加性遗传;亲本的一般配合力效应与其枯萎病抗性呈显著正相关。

三倍体西瓜种子重要物理特性测定及应用

为设计开发三倍体西瓜种子破壳机排种器,通过实验对三倍体西瓜种子的主要物理特性进行了测定。实验采用3种无籽西瓜种子黑牛、蜜红和花皮,含水率分别为7.11%,6.98%,6.69%,选用种子物理特性标准测定方法进行了测定和应用分析。实验结果得出无籽西瓜种子的长度、宽度、厚度、千粒质量、真密度、休止角与木板、涂漆铁板、塑料板和玻璃的静滑动摩擦系数的变化范围。研究结果填补了无籽西瓜种子物理特性空白,并为开发无籽西瓜种子破壳机排种器的设计提供了理论计算依据。

西瓜甜瓜育种中的染色体倍性操作及倍性鉴定

系统地介绍了西瓜和甜瓜育种中的单倍体及多倍体(三倍体和四倍体)水平的倍性操作技术。对单倍体植株的诱导及双单倍体的产生、植株整体水平和离体水平上诱导四倍体变异、三倍体育种及不同倍性水平的鉴定等研究方法和进展作了详细的评述。

基于SRAP的三倍体无子西瓜品种指纹分析和杂种纯度鉴定

为了解三倍体无子西瓜品种SRAP(Sequence-Related Amplified Polymorphism)扩增特点及其在三倍体西瓜杂种纯度鉴定中的适应性,利用SRAP引物组合对当前生产上推广的9个三倍体无子西瓜品种进行了指纹分析和杂种纯度鉴定研究。结果表明,1)30对引物组合中筛选出多态性引物组合24对,共产生109条多态性带,平均每对引物组合产生多态性带4.5条,单个组合的多态性比率在12.5%～80%。2)结合多对SRAP引物组合,可以鉴别不同品种。3)在黑蜜5号及其父母本的指纹分析中,发现有1对引物组合(ME4/EM3)在黑蜜5号杂交种上扩增出了特异的条带,可以区分母本和杂交种,试验证明该引物组合能够用于黑蜜5号的杂种纯度鉴定。

不同倍性西瓜花粉形态观察

采用扫描电子显微镜对不同倍性西瓜 12个品种的花粉形态进行了系统观察 ,结果表明 :二倍体花粉多为近长球形 ,极轴 /赤道轴 (P/E)值为 1 2 83,具 3孔沟 ,花粉整齐一致 ;四倍体花粉为圆球形 ,P/E值为 1 111,有 3孔沟 ,4孔沟 ,多孔沟 ,其中有异形花粉、粘连花粉和空瘪花粉等 ;三倍体花粉全部为空瘪花粉。从孢粉学角度阐述了四倍体花粉萌发率低 ,三倍体花粉不育的原因。

主要栽培因素对无子西瓜产量和果实品质的影响

主要栽培因素对无子西瓜产量和果实品质影响的研究结果表明，在湖南西瓜生长前期低温、多雨、寡照和后期高温、干旱的气候条件下，无子西瓜的播种期：海拔３００ｍ左右的平湖、丘陵区以３月底、４月初为宜，海拔６００～８００ｍ的高寒山区以５月上、中旬为宜，栽培密度为７５００株／ｈｍ２，双蔓式整枝的产量最高，不同有机肥与化肥配施比单施化肥产量高，果实品质好．

无籽西瓜种子引发技术的研究

对无籽西瓜种子进行引发处理试验,研究其对种子萌发特性及幼苗苗期生长的影响,引发过程影响处理效果的因素,处理种子保存过程中活力的变化。结果表明,引发处理显著提高了种子萌发速度和整齐度,提高了三倍体西瓜种子萌发率,还提高了出苗速度和幼苗特性,增加了幼苗质量和胚轴长度。引发处理的效果与种子自身及处理条件相关,处理后的干燥速度对引发效果影响极大,过快、过慢都会降低引发效果。将处理后的2个西瓜品种的种子与未处理的种子一起放在4℃或室温下保存约1年,种子活力未发生明显变化,引发效果得到保持。对引发方法的选择、引发效果的影响因素、引发与种子健康的关系以及商业应用的风险进行了分析。

高产优质西瓜新品种郑抗无籽8号的选育

郑抗无籽8号是以MMD为母本、将军为父本杂交育成的无籽西瓜新品种。中晚熟,果实发育期37～40d。生长势强,抗病耐湿性好。果个大,产量高,单果重可达8～10kg,普通栽培667m2产量4500kg左右,温室嫁接栽培在5000kg以上。果实圆球形,纯黑皮,幼果转黑快,外形美观;瓜瓤大红色,中心可溶性固形物含量可达11.8%以上,边部8.5%以上;瓤质硬脆,白秕籽小、少,风味好,品质优,极耐贮运。全国各地均可栽培。2008年通过河南省无籽西瓜品种审定。

优质抗病无籽西瓜新品种郑抗2008的选育

郑抗2008是中国农业科学院郑州果树研究所以MMD为母本,XBBM为父本杂交育成的无籽西瓜新品种。中晚熟,果实发育期36～39d。生长势强,抗枯萎病,耐湿性好。单果质量5～8kg,普通栽培667m2产量5000kg左右,温室嫁接栽培产量在6000kg以上。果实圆球形,墨绿色果皮覆暗齿条带,外形美观,不容易畸形;瓜瓤大红色,中心可溶性固形物12%以上,近皮部8.5%以上;瓤质硬脆,白秕籽小、少,风味好,品质优。极耐贮运,全国各地均可栽培。

黄皮无籽西瓜新品种‘红太阳无籽’的选育

‘红太阳无籽’是以自交系‘中9 4x’为母本、自交系‘94E1优系’为父本培育的杂交1代无籽西瓜新品种。该品种中晚熟,全生育期110～115 d,果实发育期35 d左右;果皮硬度超过20 kg·cm^(-2);三倍体种子大小中等,种皮颜色棕褐色,千粒重65 g左右;植株生长势中庸,抗病耐湿性好,生产性状优良;单瓜质量6.0 kg以上,667 m^2产量4 000～5 000 kg;果实圆球形,果皮颜色金黄无绿斑,外形非常美观;瓤质脆,瓤色红,中心可溶性固形物含量可达12.0%;无籽性好,瓜瓤致密不空心,口感好,风味正,品质优,耐贮运。全国各无籽西瓜主产区均可种植。2018年已申请农业部非主要农作物品种登记及农业植物新品种保护。