三倍体无籽西瓜由日本植物细胞遗传学家木原均在1951年创造。

中文名

三倍体无子西瓜

植物界

总门

被子植物门

双子叶植物纲

堇菜目

葫芦科

西瓜属

所属

西瓜

特点

无子

创造者

木原均

基本内容

三倍体无籽西瓜由日本植物细胞遗传学家木原均在1951年创造。人们常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜的幼苗期,用秋水仙素处理,可以得到四倍体植株。然后,用四倍体植株作母本,用二倍体植株作父本,进行杂交,得到的种子细胞中含有三个染色体组。

把这些种子种下去就会长出三倍体植株。由于三倍体植株在减数分裂过程中,染色体联会会发生紊乱,因而不能形成正常的生殖细胞细胞。当三倍体植株开花时,需要授给普通西瓜(二倍体)成熟的花粉,刺激子房发育成果实。因为胚珠不能发育成为种子,所以这种西瓜叫做无籽西瓜。

培育原理

采用人工诱导多倍体的方法。如用秋水仙素(一种植物碱)处理二倍体西瓜的种子或幼苗,使其在细胞分裂的中期,阻碍纺锤丝和初生壁的生成,使已经复制的染色体组不能分向两极,并在中间形成次生壁。结果就形成了染色体组加倍的细胞,使普通二倍体西瓜染色体组加倍而得到四倍体西瓜植株。

然后与二倍体西瓜植株(作为父本)杂交,从而得到三倍体种子,三倍体的种子发育成的三倍体植株,由于减数过程中,同源染色体的联会紊乱,不能形成正常的生殖细胞。再用普通西瓜二倍体的成熟花粉刺激三倍体植株花的子房而成为三倍体果实,因其胚珠不能发育成种子,因而称为三倍体无籽西瓜。[1]

染色体组成

在高中生物教材中,介绍了几种无籽果实,如无籽番茄、无籽西瓜和香蕉等。我们知道,果实是由子房发育而来的,在子房发育成为果实的过程中,需要一定量的生长素。一般来说,果实发育所需生长素是由胚珠发育形成的幼嫩种子提供的,三倍体无籽西瓜是根据染色体变异的原理培育而来的。但是,无籽西瓜的发育仍然需要生长素,那么没有种子,生长素从何而来呢?

一般来说,生长素在植物体内的合成部位是叶原基、嫩叶和发育中的种子,在这些部位,存在着与生长素合成有关的酶系。在多种酶的催化作用下,植物体内的色氨酸经过氨基转换、脱羧作用和两个氧化步骤,最终变成生长素(吲哚乙酸)。

在二倍体西瓜的花粉中,除含有少量的生长素外,同样也含有使色氨酸转变成生长素的酶系。当二倍体花粉萌发时,形成的花粉管伸入到三倍体植株的子房内并将自身合成生长素的酶体系转移到其中,从而在子房内仍能合成大量的生长素,促使子房发育成无籽果实。

栽培技术

无籽西瓜的栽培技术,有与普通西瓜相同之处,也有不同之处病虫害与防治

病虫害与防治

1、猝倒病

(1)症状:猝倒病属于西瓜苗期病害。此病来势快,尤其在苗床内一旦发病折倒一片,突然死亡,属于突发性病害。受害苗起初近地面茎部呈水渍状病斑,随后病部变黄褐色而干枯收缩似线状,子叶尚未凋萎,幼苗即成片折倒。潮湿时在病部出现白霉。有时幼苗尚未出土,胚芽和子叶已变褐,腐烂死亡。

(2)传播途径与发病条件:西瓜猝倒病是由腐霉菌和疫霉菌引起的,以卵孢子在土壤中存在最多。幼苗被侵染后,以菌丝在寄生组织内吸取营养,使组织迅速腐烂,并在病部产生孢子囊,然后直接萌发或形成游动孢子,借雨水或灌水传播,引起连续侵染传播。 低温高湿环境有利于病菌的滋生和蔓延,尤以10—15℃繁殖最快,30℃以上受到抑制。早春育苗床低温、弱光、高湿、苗子过稠、生长细弱,造成抗病性降低是引起猝倒病发生的外因和内因条件。

(3)防治方法

①使用腐熟有机肥:苗床土要从未种过瓜类的大田中取土。不能用掺有瓜类残株病叶所沤制的有机肥,所使用的有机肥一定要充分腐熟,防止病菌侵染。

②提高苗床温度:早春提早育苗床要设置一定的加温设备,一旦遇到阴雨(雪)天气,作短时间补充加温,使床温能在20℃以上,苗子生长健壮,病害也不会发生或发病轻。

③加大幼苗间距:采用营养钵育苗,能拉开育苗间距,幼苗生长空间大,生长壮,抗病能力提高。 27.64斤的无籽西瓜 27.64斤的无籽西瓜(3张)

④控制苗床湿度:播种时一次浇透水,采取用覆细土保墒的方式,要尽量减少浇水次数。若需浇水,浇后及时覆土降低苗床湿度。

⑤药土播种:用50%多菌灵可湿性粉每平方米用药10克,加细土10-15公斤,拌匀配成药土,播种时将1/3药土作为垫土,然后把种子播在垫土上,再将下余的2/3作为盖土,下铺上盖,种芽夹在药土的保护层内。

2、枯萎病

(1)症状:西瓜枯萎病又叫蔓割病、抽棵死。在西瓜的整个生长发育期都可发生,但以抽蔓到结瓜中期发病最盛。发病初期,叶片白天萎蔫,早晚即能恢复,几天后,叶片早晚都呈现萎蔫状,茎基部纵裂,维管束变褐色并呈现胶汁粉红色霉状物。病菌从根部的伤口或细胞间隙侵入在导管内发育,堵塞导管,使之不能输送水分而引起叶片枯萎。本病是老产瓜区为害最大的病害之一。

(2)传播途径与发病条件:西瓜枯萎病菌为尖孢镰刀菌西瓜专化型。病菌以菌丝体、厚垣孢子、菌核在土壤、病残体或厩肥中越冬,成为第二年的初侵染源,附在种子表的分生孢子也能越冬。高温高湿是发病的重要外部条件,植株长势弱、品种自身抗病性差又成为发病内因。病菌在8-34℃均能生长,24-28℃为最适。土壤偏酸(pH4.5-6.0)发病快、病情重。连茬种植、偏施氮肥、土壤粘重、排水不良均会导致或加重枯萎病的发生。

(3)防治方法:

①嫁接防治:用西瓜嫁接专用砧木90-A、90-C,无籽西瓜作接穗进行嫁接,防病效果最为明显,特别是连作地,嫁接是防此病的根本措施。

②实行轮作:枯萎病菌在土壤中可存活多年,需进行5—7年轮作。可以和粮、棉作物轮作,南方采用水稻与西瓜轮作防病效果更好。

③种子消毒:用40%甲醛溶液对水150倍,浸种1—2小时后捞出冲洗干净;用50%多菌灵可湿性粉剂1000倍浸30—40分钟;或用10%漂白粉浸种10分钟。浸种后需用清水冲洗干净。

④灌根:发病初期田间发现零星病株时,要用50%多菌灵可湿性粉剂600倍液,或70%甲基托布津800倍液或50%代森铵水剂1000倍液,每株500克,均有一定防治效果。

3、炭疽病

(1)症状:西瓜炭疽病又叫黑叶风,在西瓜的整个生长过程都能发病。幼苗期发病发生猝倒。叶片受害时开始呈现水浸状圆点,有时出现轮纹状,病斑扩大互相连接,叶片呈现坏死,干燥破碎,潮湿时叶片正面常有粉红色粘状物。此病多发生在西瓜生长后期,造成果实腐烂。果实受害时,开始也是呈水渍状,病斑扩大而形成褐色凹陷,着生环状小黑点,干燥时出现龟裂,果肉外露,潮湿时中间产生粉红色粘状物,严重时病斑连片,导致果实腐烂。

(2)传播途径与发病条件:病菌在土壤病残体及种子表面越冬。其中种子带菌可直接危害到子叶,引起苗期发病。病菌靠风吹、雨水喷溅、灌水流冲、整枝压蔓等田间活动传播。高湿是引起发病的主要原因,高温低湿时也很少发病。此外,酸性土壤(pH值为5—6)、偏施氮肥、排水不畅、阴雨连绵、重茬等均易发病。采后贮藏或运输过程中湿度过大,也可以造成果实发病腐烂。

(3)防治方法: ①种子消毒,与防治枯萎病相同。

②平整土地,防止积水,瓜垄不易太长,以利雨季排水畅通。

③与非瓜类作物轮作,合理施肥,增施磷钾肥,使植株长势稳健,提高抗病性。

④通风排湿:在大棚或温室中栽培要注意通风排湿,降低棚内湿度,减少叶面结露时间。

⑤药剂防治:病害发生初期可用50%多菌灵800—1000倍液,75%百菌清可湿性粉剂800倍液,或80%炭疽福美可湿性粉剂800倍液,每隔7—10天喷洒一次,连续喷2—3次。

4、病毒病:又称花叶病,是影响无籽西瓜生产的主要病害之一,发病严重年份会造成大幅度减产甚至绝收。

(1)症状:病毒病的症状表现为花叶和蕨叶两种,花叶型表现为叶面凸凹不平,叶片上出现黄绿和深绿相间的花斑,新叶畸形,植株先端节间缩短。蕨叶型表现为新叶狭长,皱缩扭曲,花器不发育,难坐果,或形成畸形小果。

(2)传播途径与致病条件:西瓜病毒病是甜瓜花叶病毒或黄瓜花叶病毒侵染所致。主要靠蚜虫传播。植株长势弱是感病的内部条件,高温、干旱、强光、蚜虫发生和迁飞是西瓜病毒病发生的外部因素。特别是西葫芦、甜瓜易生病毒病,发病也早,离它们近的无籽西瓜地也易感病。整枝、打杈易使病毒从伤口入侵,种子带毒也会感病。

(3)防治方法:

①培育壮苗:培育健壮秧苗,提高自身抗病能力,这是防止病毒病发生的根本所在。

②加强田间管理:使瓜田尽可能远离甜瓜、西葫芦等菜地,搞好田间管理,施足基肥,增施磷、钾肥。

③浸种:催芽前用10%磷酸三钠浸种10分钟,或用70℃恒温干热处理72小时。

④防治田间蚜虫,控制传毒媒介。虫螨立克对蚜虫、红蜘蛛杀伤效果好。

⑤防止接触传染。整枝、授粉时不要用手指掐断茎蔓或花梗,折断时不使手接触汁液。发现重病株要及时拔除。

5、疫病:疫病也是危害西瓜的一个主要病害,从苗期到结果期均可发病。一般在苗期和生长前期发生高温多湿时发病多而较严重。

(1)症状:西瓜幼苗期发病,子叶上面出现圆形水浸状暗绿色病斑,后中部变成红褐色,幼苗近地面缢缩,倒伏而死;成株染病,叶面初生暗绿色水浸状圆形或不规则形病斑,湿度大时软腐似热水烫过、干燥时易破碎;茎部发病呈水浸状病斑,然后腐烂,病部以上枯死;果实发病呈暗绿色圆形凹陷的病斑,严重时扩展到全果软腐,表面产生棉毛状红色菌丝。

(2)传播途径与发病条件:疫病属于真菌病害,以卵孢子在土壤中病残体上越冬,并可长期存活。病菌靠风吹、雨溅等方式从西瓜伤口处侵入。疫病发生对温度不严格,5—38℃均可发病。高湿是发病主要条件,多雨天、低洼地排水不畅,通风不良是发病的主要因素。

(3)防治方法①高垄栽培:选择排水良好的土质和地块实行高垄栽培,注意雨后及时排水。合理浇水,严禁漫灌,每次浇水的水位线应随植物的生长和温度的增加而逐渐降低,使根部保持干燥。一旦发现此病,立即停止浇水,拔除病株,蔓延停止后再浇水。要注意及时整枝,防止生长过密,通风不良。

②药剂防治:喷洒具有治病和保护双重功效的露速净400-600倍液,或70%霜疫清600-800倍液,均有良效。特立克为无公害特效生物杀菌剂,几乎可杀死一切真菌病害,对疫病有特效,它是一种绿色木霉菌,利用吸收病菌营养繁殖自身或消融病菌菌丝,使病菌死亡。越是有利病害发生的条件,特立克药效越明显,使用浓度600—1000倍。

苗床准备

育苗床应建在背风向阳,地势较为高燥的地方,以东两向为宜。苗床一般宽1.2,长8~10米,深10~15米,要求底平边直。营养土用过筛后的田园肥土(未种过瓜)70%加过筛后的腐熟农家肥30%,每立方营养土加入尿素0.25~0.5千克,二铵0.15千克,多菌灵100克,允分混合均匀,用营养钵(直径8~10厘米)或营养土块育苗,钵间用营养土填紧,苗床要在播种前1~2天浇透底水。并扣小拱棚升温。

浸种催芽

先将种子晾晒2~3天,用55~60℃温水(二开一凉)浸种并不停搅拌,水温降到室温后温水兼有浸种和杀菌的双重作用。将浸过的种子捞出搓洗,洗掉种子表面粘液,以种子不打滑为宜。

将浸泡洗净的种子像磕瓜子一样,放在上下门齿之间,轻轻一磕,听到“咔啪”一响即可。将磕过的种子均匀推在温毛巾上,以种子互不相压为宜,四边向上叠起,从上卷起,卷成毛巾卷。把毛巾卷放在33~35℃恒温箱内催芽。注意:毛巾要用干净毛巾,湿度不宜过大。以毛巾手拧干滴水为宜,温度一定恒温。经24小时大部分发芽。将已出芽的挑出备播,芽长以0.2~0.3厘米为宜。将毛巾洗干净,将剩下的种子继续催芽,注意余下的种子不要用水洗。催芽48小时后仍不发芽的种子已丧失生活力,不必再催芽。

苗期管理

无籽西瓜在苗龄30天左右、幼苗具有2~3片真叶时定植为宜,因此,应在定植前的30天左右播种育苗。要选择晴天上午播种,播种时用细棍在每个营养钵的中心扎深0.5~1厘米的小孔,将发芽的种子芽朝下伸入小孔平放,然后覆盖1厘米厚过筛细土,播种后贴苗床表面盖一层地膜,上扣小拱棚。

播种后出苗前要保持较高温度,白天28℃以上,最高可达35℃,夜间22~25℃以利出苗。50%~70%露出土时及时撒掉床面地膜。2片子叶微展后适当降低温度,白天23~25℃,夜间15~20℃,以防形成高脚苗;第一片真叶展开到定植前一周,白天28~30℃,夜间20~23℃,定植前一周开始加大通风炼苗。

无籽西瓜带壳出土现象较多,当幼苗出土50%~70%时,在温暖的晴天上午揭开棚膜“摘帽”,每隔1~2天摘一次,直到全部摘除。摘帽时需要注意:尽量避免在高温和温度低于15℃时进行。若种壳干燥发硬,可先喷少许水,使种壳温润变软后再摘。齐苗后苗床培土一次。

田间管理

亩施优质农家肥3~5方,尿素20~30千克,二铵20~30千克,硫酸钾20千克,精细整地,按行距1.7~2米做畦,高垄栽培,高垄宽60厘米左右,高15厘米左右,覆盖80~90厘米宽地膜,选择无风晴天定植,亩定植500~700株,随栽随浇水。实行三蔓整枝,留主蔓第3雌花坐果最好,避免低节位坐瓜。

无籽西瓜采用人工辅助授粉,目的性强,坐果早而整齐,果实成熟较一致,是增产的关键技术之一,早晨8点左右,用当日开放的授粉品种的雄花给无籽西瓜的雌花授粉,开花后授粉的时间越早越好,最迟不超过10点,一杂一雄一花可授3~4朵雌花,授粉要均匀,动作要轻,避免伤及柱头。

幼苗期(团棵前后)每亩追施尿素5千克,以促进幼苗生长,开花坐果期一般不浇水,不施肥;西瓜如鸭蛋大小时瓜已基本坐稳,追施一次膨瓜肥,亩追尿素15~20千克,硫酸钾15千克,生长后期叶面喷洒0.2%磷酸二氢钾,可提高产量和品质。

嫁接育苗

无籽西瓜嫁接育苗成活率低,愈合速度慢,是当前生产中普遍发生的问题,它制约了无籽西瓜生产的发展,并给瓜农造成较大的经济损失。要提高无籽西瓜嫁接育苗成活率,培育健壮嫁接苗,就必须按照无籽西瓜的结构特性和生长特点来进行嫁接育苗。

嫁接

嫁接在晴天的上午进行,便于提温。嫁接时上部大棚要用草帘遮荫,防止直射光照射。 嫁接工具为刀片、竹签和嫁接夹。刀片用刮脸刀片即可;竹签长10厘米左右,一端削成与接穗粗细相等的平面,另一端为楔形。

  1. 插接法。插接前一天砧木浇水,保证土壤湿度。插接时先将砧木的真叶及生长点从基部削除,然后用竹签在砧木上方切削点与胚轴成30~45度角斜戳深0.8厘米小孔。取出接穗苗,在子叶下1厘米下胚轴往下削长0.8厘米左右的楔形面。迅速拔出砧木中的竹签,将接穗下轴准确地斜插入砧木中,使之与砧木切口四壁刚好贴合,不过松过紧。在嫁接前可分批将插穗苗放入800倍70%甲基托布津溶液中2小时,以提高抗病性。随嫁接随盖小拱棚,保证棚内湿度。
  2. 靠接法。嫁接前先将砧木苗和接穗苗放入800倍70%甲基托布津溶液中2小时。嫁接时削去砧木生长点,在砧木下胚轴距子叶0.5~1厘米处用刀片向下斜削约45度的切口,深及砧木下轴2/5~1/2,切口长约1厘米,然后将接穗从子叶下2~2.5厘米自下而上斜削1个约45度的切口,切口长度与砧木吻合,同时用刀片在接穗已形成刀口并外露的部分的另一面轻轻削去一层表皮,目的是增加接穗与砧木的接合面,提高成活率。将砧木和接穗的切口相互嵌合,用嫁接夹固定好。嫁接后立即把苗栽入营养钵内,随即浇水。砧木和接穗胚轴基部相距1厘米左右,以便成活后切断接穗根。接口应距地面2厘米以上,防止发生自生根。随栽苗随盖好小拱棚。

嫁接后的管理

  1. 温度、温度、光照管理。嫁接后密闭小拱棚,使棚内湿度达到饱和,如湿度不够,可于盖棚前地面洒些水。嫁接后成活期间白天温度控制在25~28℃,夜间20~22℃。每天上午的9时至下午的4时要用草帘遮荫,防止直射光照射,减少水分蒸腾。3天后逐步揭去遮盖物,增加受光量,一周后可不再遮荫。5天后嫁接苗开始成活,进行通风换气,逐步加大通风量。掌握温度白天最高不超过35℃,夜间不低于17℃。定植前7天对嫁接苗进行变温锻炼,白天最高38℃,夜间最低15℃,提高对外界环境的适应性。
  2. 砧木除萌芽和接穗断根。在嫁接苗生长过程中,一部分砧木子叶节出现不定芽,且生长速度快,应及时切除,避免与西瓜接穗争夺养分,影响接穗成活与生长。一般插接苗12天后,靠接苗10天后,即可判断成活与否。靠接的嫁接苗成活后,应及时从接口下切断接穗根系,断掉自根营养,并及时去除嫁接夹。

畸形对策

优质无籽西瓜品种有时候出现不正常果实原因如下:

  1. 无籽西瓜属于三倍体西瓜,坐果是单性结实,本身就容易受不良气候的影响。

2.前期管理差,植株发育不良,果实授粉期、发育期气温偏低,降雨少,土壤湿度小。

3.坐果节位偏低,特别是低节位坐果,容易产生畸形果、厚皮果、空心果和着色秕子果。

4.坐果节位偏高,特别是在第4个节位以后坐的果实,容易出现皮厚三棱瓜等。

5.着色秕子果还与磷肥的施用有关。磷肥施用过多,产生着色秕子果的机会多。

6.授粉方式不当:在雌花柱头上的雄花花粉不足或涂抹花粉不均匀,导致外瓜等畸形果。

7.使用坐瓜灵等激素时处理方法不当,导致西瓜皮厚、三棱畸形、空心、着色秕子。

8.病虫害的危害,特别是蓟马、蚜虫、螨虫、病毒病的危害严重,导致许多地区栽培无籽西瓜出现出现畸形、空心和着色秕子等问题。

对策:

  1. 合理安排播期,是开花坐果和果实发育处在气候温和湿润的季节。
  2. 合适节位留果。一般以留主蔓第3第4雌花果,侧蔓第2第3雌花果为佳。避免留过高和过低节位果。
  3. 选用合适的品种与组合。或选用果肉较硬的品种与组合,或选用中熟和中晚熟品种与组合。
  4. 采取准确的授粉方式和正确的使用坐瓜灵方法。
  5. 良好的田间管理(施肥、浇水、整枝打叉、人工授粉、选瓜留瓜、灭草及防治病虫害等)是克服上诉弊病获得优质无籽果实的重要保证。