利用軟Ｘ線照射花粉培育無籽西瓜

將二倍體西瓜的雄花( 花粉) 采摘后， 馬上將其放入農(nóng)業(yè)專用的軟X 線照射裝置( オ―ミック公司制造) 中， 進行軟X線照射， 然后用經(jīng)過照射的花粉， 在雌花上進行人工授粉， 誘導(dǎo)單性結(jié)實， 果實膨大后形成無籽西瓜。試驗中雌花開花前套袋， 授粉后雌花重新套袋， 以防止昆蟲傳粉， 其過程如下:雄花( 花粉) →軟X 線照射→授粉→單性結(jié)實→無籽西瓜。

試驗1: 軟X 線照射劑量分別為1 000、2 000、3 000 Gy，對照為不照射軟X 線。試驗結(jié)果花粉發(fā)芽率為: 1 000， 25%;2 000， 23%; 3 000， 6%; 對照: 30%。盡管照射量高達3 000 Gy，但花粉仍能發(fā)芽， 說明西瓜的花粉對軟X 線忍耐性高。經(jīng)照射的花粉與對照比較， 盡管發(fā)芽率有所下降， 但并沒有影響坐果。

試驗2: 軟X 線照射劑量對種子形成的影響。花粉未經(jīng)照射授粉后的富士光二倍體品種， 種子數(shù)1 個果實平均為470 粒， 秕籽為50 粒左右; 經(jīng)200 Gy 照射花粉授粉后， 每個果實平均40 粒種子; 400 Gy 照射花粉授粉后， 每個果實平均5 粒種子; 600 Gy 以上劑量照射花粉授粉后， 果實不能形成種子。當劑量達到1 600 Gy 時， 果實的秕籽數(shù)量并沒有減少。本試驗說明: 為了形成無籽西瓜， 利用軟X 線照射花粉，其劑量至少要在600 Gy 以上， 考慮到照射時間， 實用的劑量一般認為以800 Gy 為宜。

利用軟X 線照射花粉形成的無籽西瓜的品質(zhì)， 與對照( 不照射軟X 線的花粉授粉形成的果實) 比較結(jié)果表明: ( 1)富士光品種。單果重: 無籽果平均4.9 kg， 對照果實4.6 kg; 皮厚: 無籽果實1.2 cm， 對照果實1.3 cm; 可溶性固形物含量: 無籽果實11.6%， 對照果實11.8%。( 2) 富民品種。單果重: 無籽果平均6.7 kg， 對照果實6.3 kg; 皮厚: 無籽果實1.6 cm， 對照果實1.5 cm; 可溶性固形物含量: 無籽果實8.5%， 對照果實8.1%。( 3) 三笠品種。單果重: 無籽果實平均5.1 kg， 對照4.7kg; 皮厚: 無籽果實1.2 cm， 對照1.2 cm; 可溶性固形物含量:無籽果實11.0%， 對照11.0%。( 4) 連少品種。單果重: 無籽果實平均5.7 kg， 對照6.5 kg; 皮厚: 無籽果實1.4 cm， 對照1.5cm; 可溶性固形物含量: 無籽果實10.4%， 對照9.6%。以上數(shù)字說明: 用軟X 線照射花粉形成無籽西瓜與普通西瓜的單果重、皮厚、可溶性固形物含量均無顯著差異， 其果形、果肉顏色也沒有發(fā)生變化， 即品質(zhì)與不照射軟X 線的花粉授粉形成的普通西瓜相同。

試驗還表明: 軟X 線照射花粉形成的果實， 其秕籽數(shù)品種間有差異。庫利姆松甜( クリムソンスイ―ト) 、富民、連少等品種秕籽少， 田端、三笠等品種秕籽多， 特別是田端秕籽著色， 外觀與正常種子沒有差異， 種皮也硬， 這就影響了無籽西瓜的品質(zhì)和商品性。因此， 利用軟X 線照射花粉培育無籽西瓜時， 要選擇秕籽少， 秕籽不著色的品種。在三倍體無籽西瓜中， 品種間秕籽數(shù)量也有差異， 旭都、旭大和等品種秕籽多，湯哥( タンゴ) 、富研號等品種秕籽少， 盡管對秕籽形成的機理還不清楚， 但秕籽數(shù)量多少與遺傳因素有關(guān)。

用軟X 線照射花粉形成的無籽西瓜， 同一品種果實間秕籽的大小和數(shù)量也有差異。三倍體不稔的無籽西瓜也有這種情況。栽培經(jīng)驗表明: 溫度的高低對秕籽形成有影響。為了驗證這一經(jīng)驗， 設(shè)立了低溫栽培區(qū)( 最低溫度15 ℃ 以上) 和較高溫度栽培區(qū)( 最低溫度20 ℃ 以上) 試驗。結(jié)果表明: 富士光品種在低溫栽培區(qū)單果秕籽數(shù)平均為177 粒， 在較高溫度栽培區(qū)單果秕籽數(shù)平均為84 粒， 說明溫度低時秕籽多。因此，秕籽的形成與溫度有關(guān)， 今后需進一步對其進行更為細致的研究。

為了大規(guī)模生產(chǎn)無籽西瓜， 就需要貯藏大量的經(jīng)軟X 線照射的花粉。但現(xiàn)在的軟X 線照射裝置， 1 次照射花粉的數(shù)量有限， 僅靠當天照射的花粉進行授粉其數(shù)量是遠遠不夠的。因此， 需要提前準備好經(jīng)軟X 線照射的花粉， 也就是將軟X線照射的花粉進行貯藏。

將經(jīng)軟X 線照射過的雄花和花藥在5 ℃ 下貯藏， 調(diào)查花粉的發(fā)芽率， 結(jié)果表明: 貯藏1 d( 天) 后， 雄花和花藥的花粉發(fā)芽率比不經(jīng)軟X 線照射的花粉的對照都減少了一半( 為25%) ; 貯藏2 d 后， 2 種花粉的發(fā)芽率均降到10% 以下; 貯藏6 d 后， 花粉基本上不再發(fā)芽， 對照也是如此。在貯藏期間， 雄花和花藥貯藏兩者間發(fā)芽率幾乎沒有差異。因此， 利用雄花和花藥都可以進行貯藏。另外， 經(jīng)軟X 線照射過的花粉和不照射的花粉其發(fā)芽率也沒有差異。因此， 照射過的花粉和未經(jīng)照射的花粉一樣具有活性。

對于照射過的花粉貯藏時間長短和坐果率的關(guān)系， 研究結(jié)果表明: 經(jīng)軟X 線照射過的花粉不經(jīng)貯藏， 其坐果率為18.8%， 未經(jīng)照射也未經(jīng)貯藏的花粉坐果率為18.2%; 照射過的花粉貯藏2 d 后， 坐果率為23.3%; 貯藏4 d 后， 坐果率為22.2%; 貯藏6 d 后， 坐果率為20.0%， 說明照射過的花粉即使貯藏6 d， 坐果率也未降低。上述試驗， 由于在授粉時碰到低溫， 所以坐果率普遍偏低。

組織解剖學觀察表明: 用軟X 線照射花粉形成的無籽西瓜， 秕籽的形成是由于授粉后4~5 d， 許多胚不能形成或胚分裂異常所致。但三倍體無籽西瓜胚珠能形成， 胚囊不能形成。用軟X 線照射花粉形成無籽西瓜， 為無籽西瓜的培育提供了一條新路， 但今后需對此相關(guān)的防止昆蟲授粉、提高授粉效率的方法進行研究。

何水濤編譯

自( 日)《農(nóng)業(yè)與園藝》