CN104920207A - 一种利用软x射线照射花粉培育无籽西瓜的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用软X射线照射花粉培育无籽西瓜的方法，包括获取二倍体雄花花粉的步骤以及用软X射线照射二倍体雄花花粉的步骤，其中：获取二倍体雄花花粉的步骤为：采摘雄花，收集花药，然后将收集的花药置于25～27℃、相对湿度为60～80％的环境中干燥，之后除去杂质，即得雄花花粉；照射步骤为：所得雄花花粉平铺于器皿中，置于软X射线照射装置中，控制照射剂量为800GY，照射时间为50～70min。按本发明所述方法对花粉进行处理和软X线照射，可有效提高花粉的发芽率和坐果率，进一步地，经常规诱导单性结实后西瓜可提前3～7天成熟，糖度提高2～3度，所得成品西瓜中无籽西瓜占90％以上。

Description

一种利用软X射线照射花粉培育无籽西瓜的方法

技术领域

本发明涉及无籽西瓜的培育方法，具体涉及一种利用软X射线照射花粉培育无籽西瓜的方法。

背景技术

西瓜(Citrullus lanatus),又名水瓜、寒瓜，为葫芦科西瓜属西瓜种。以胎坐发育而成的果瓤为产品,富含人体所需要的多种营养元素。每100克西瓜瓤中约含蛋白质1.3克，碳水化合物4.2克，粗纤维0.3克，钙6毫克，磷10毫克，铁0.2毫克，维生素A原(胡萝卜素)0.17毫克，维生素B10.02毫克，维生素B20.02毫克，维生素C 3毫克，热量92.1千焦，另含各种氨基酸、有机酸、无机盐和微量元素锌、钾等。所含糖类包括蔗糖、果糖和葡萄糖。西瓜果瓤脆嫩，味甜多汁含有丰富的矿物盐和多种维生素，是夏季主要的消暑果品。据联合国粮农组织(FAO)统计报告(2000)，在全世界大宗水果的排名中，西瓜第五位，是全世界普遍栽培的、经济价值很高的重要园艺作物。

无籽、少籽西瓜以其品质优良、食用方便、抗病、耐贮运而受到消费者的欢迎。实现西瓜无籽可以通过多种途径进行，除了现在生产上推广的三倍体无籽西瓜外，还利用弱X射线照射的花粉授粉产生二倍体无籽果实等多种途径获得无籽或少籽果实。

何水涛(中国瓜菜，2007(1):53-56)报道了利用弱X射线照射的花粉授粉产生二倍体无籽果实，具体是将二倍体西瓜的雄花(花粉)采摘后,马上将其放入农业专用的软X线照射装置中,进行软X线照射,然后用经过照射的花粉,在雌花上进行人工授粉,诱导单性结实,果实膨大后形成无籽西瓜。试验中雌花开花前套袋,授粉后雌花重新套袋,以防止昆虫传粉,其过程如下：雄花(花粉)→软X线照射→授粉→单性结实→无籽西瓜。并指出利用软X线照射花粉,其剂量至少要在600Gy以上,考虑到照射时间,实用的剂量一般认为以800Gy为宜。

文本指出，用软X线照射花粉形成的无籽西瓜,同一品种果实间秕籽的大小和数量也有差异。栽培经验表明：温度的高低对秕籽形成有影响。为了验证这一经验,设立了低温栽培区(最低温度15℃以上)和较高温度栽培区(最低温度20℃以上)试验。结果表明：富士光品种在低温栽培区单果秕籽数平均为177粒,在较高温度栽培区单果秕籽数平均为84粒,说明温度低时秕籽多。

文本还指出，将经软X线照射过的雄花和花药在5℃下贮藏,调查花粉的发芽率,结果表明：贮藏1d(天)后,雄花和花药的花粉发芽率比不经软X线照射的花粉的对照都减少了一半(为25％)；贮藏2d后,2种花粉的发芽率均降到10％以下；贮藏6d后，花粉基本上不再发芽,对照也是如此。另外,经软X线照射过的花粉和不照射的花粉其发芽率也没有差异。虽然文中指出照射过的花粉和未经照射的花粉一样具有活性，但它们的活性均不高，即便是未经储藏的照射过的花粉，其活性也仅为50％。

再有，文中的研究结果表明：经软X线照射过的花粉不经贮藏,其坐果率为18.8％,未经照射也未经贮藏的花粉坐果率为18.2％；照射过的花粉贮藏2d后,坐果率为23.3％；贮藏4d后,坐果率为22.2％；贮藏6d后,坐果率为20.0％,说明照射过的花粉即使贮藏6d,坐果率也未降低。虽然文中声明，由于试验在授粉时碰到低温，所以坐果率普遍偏低，但是这样的坐果率还是较低的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用软X射线照射花粉培育无籽西瓜的方法。按本发明所述方法对花粉进行处理和软X线照射，不仅可有效提高花粉的发芽率，还可以有效提高坐果率，进一步地，经常规诱导单性结实后西瓜可提前3～7天成熟，糖度提高2～3度，所得成品西瓜中无籽西瓜占90％以上。

本发明所述的利用软X射线照射花粉培育无籽西瓜的方法，包括获取二倍体雄花花粉的步骤以及用软X射线照射二倍体雄花花粉的步骤，其中：

所述获取二倍体雄花花粉的步骤为：采摘雄花，收集花药，然后将收集的花药置于25～27℃、相对湿度为60～80％的环境中干燥，之后除去杂质，即得到雄花花粉；

所述用软X射线照射二倍体雄花花粉的步骤是将获取的二倍体雄花花粉平铺于器皿中，置于软X射线照射装置中，控制照射剂量为800GY，照射时间为50～70min。

上述技术方案中，在获取二倍体雄花花粉的步骤中，干燥的程度优选按下述标准操作：将收集的花药置于器皿中，平铺成2～6mm的厚度，再置于25～27℃、相对湿度为60～70％的环境中干燥30～90min。申请人在长期、大量的实验基础上发现，采用上述干燥操作可使花药保持在一个适当的含水量范围，既可获得较高的花粉产量，更重要的是，所得花粉在经软X线照射后还可以有效保持花粉的活性(即发芽率)。申请人的实验表明，经过上述操作所得的花粉在经后续软X线照射后，花粉的发芽率可达85％以上。进一步优选按下述标准进行操作：将收集的花药置于器皿中，平铺成3～4mm的厚度，再置于26℃、相对湿度为60～70％的环境中干燥50～70min。

上述技术方案中，在获取二倍体雄花花粉的步骤中，采摘雄花中的雄花是指二倍体的雄花。优选是采摘当天开放的雄花，更优选是在早上7：00～10：00之间采摘当天开放的雄花。这样更有利于软X线照射后花粉花芽率的提高。

上述技术方案的获取二倍体雄花花粉的步骤中，收集花药的操作与现有常规操作相同；所述的除去杂质是指除去干燥后所得混合物中除花粉以外的杂质，如昆虫、小石粒、花瓣等杂质。

上述技术方案中，在用软X射线照射二倍体雄花花粉的步骤中，在用软X射线照射二倍体雄花花粉时，优选控制二倍体雄花花粉所在的平面与软X射线发生源的距离为150～250mm，这样可以进一步提高所得成品西瓜中无籽西瓜的占有率。申请人的实验表明，在上述距离范围内，成品西瓜中无籽西瓜占95％以上。更优选是控制二倍体雄花花粉所在的平面与软X射线发生源的距离为180～220mm。

上述技术方案中，在用软X射线照射二倍体雄花花粉的步骤中，在用软X射线照射二倍体雄花花粉时，优选是控制二倍体雄花花粉在的器皿中的平铺厚度为1～3mm。

上述技术方案中，在用软X射线照射二倍体雄花花粉的步骤中，优选是控制照射时间为55～65min。

本发明所述技术方案中，还包括授粉的步骤、诱导单性结实等操作，这些操作与现有常规技术相同。

本发明的特点在于：

1、按本发明所述方法获取二倍体雄花花粉再在特定剂量及时间的照射，所得花粉发芽率得到有效提高，达85％以上；

2、按所述方法照射后的二倍体雄花花粉按现有常规操作进行授粉操作后，可以有效提高坐果率，达90％以上；

3、所得二倍体雄花花粉按现有常规操作进行授粉、诱导单性结实后，西瓜可提前3～7天成熟，糖度提高2～3度，所得成品西瓜中无籽西瓜占90％以上，所得无籽西瓜中白秕籽少。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详述,以更好地理解本发明的内容,但本发明并不限于以下实施例。

以下各实施例中，所述的软X射线照射装置为丸屋化学贸易(上海)有限公司生产的OMC-B303M软X射线照射装置。

以下各实施例中花粉发芽率的检测方法与现有技术相同，具体为：用90ml蒸馏水+10ml稀释硼酸+10g白糖+1g琼脂粉配置培养基，加热融化后倒入培养皿中至冷却，然后把各实施例制得的不经贮藏或经贮藏后的花粉(或者是照射后不经贮藏或经贮藏后的花粉)涂抹于培养基上，在常温下放置30min后，放入显微镜中观察花粉管是否长出。

实施例1

1)于早上7：00～8：00采摘当天开放的雄花，收集花药，然后将收集的花药置于表面皿中，平铺成3mm的厚度，于26℃、相对湿度为60～65％的环境中干燥60min，之后除去杂质，即得到用于软X射线照射以培育无籽西瓜的花粉；

2)将所得花粉置于培养皿中，然后再置于软X射线照射装置中，控制二倍体雄花花粉所在的平面与软X射线发生源的距离为220mm，设置照射剂量为800GY，照射时间为60min，得到经过照射后的花粉。

对比例1

重复实施例1的方法，只是将照射时间更改为40min。

对比例2

重复实施例1的方法，只是将照射时间更改为90min。

对比例3

重复实施例1的方法，只是将照射时间更改为120min，控制二倍体雄花花粉所在的平面与软X射线发生源的距离为50mm。

对比例4

重复实施例1的方法，不同的是：控制二倍体雄花花粉所在的平面与软X射线发生源的距离为100mm。

对比例5

重复实施例1的方法，不同的是：控制二倍体雄花花粉所在的平面与软X射线发生源的距离为300mm。

实施例2

1)于早上9：00～10：00采摘当天开放的雄花，收集花药，然后将收集的花药置于表面皿中，平铺成6mm的厚度，于27℃、相对湿度为70～80％的环境中干燥90min，之后除去杂质，即得到用于软X射线照射以培育无籽西瓜的花粉；

2)将所得花粉置于培养皿中，然后再置于软X射线照射装置中，控制二倍体雄花花粉所在的平面与软X射线发生源的距离为200mm，设置照射剂量为800GY，照射时间为50min，得到经过照射后的花粉。

实施例3

1)于早上8：30～10：30采摘当天开放的雄花，收集花药，然后将收集的花药置于培养皿中，平铺成2mm的厚度，于25℃、相对湿度为65～70％的环境中干燥30min，之后除去杂质(昆虫、花瓣、小石粒等)，得到二倍体雄花花粉；

2)将所得花粉置于培养皿中，然后再置于软X射线照射装置中，控制二倍体雄花花粉所在的平面与软X射线发生源的距离为250mm，设置照射剂量为800GY，照射时间为65min，得到经过照射后的花粉。

实施例4

1)于早上9：00～10：00采摘当天开放的雄花，收集花药，然后将收集的花药置于表面皿中，平铺成5mm的厚度，于26℃、相对湿度为75～80％的环境中干燥70min，之后除去杂质，即得到用于软X射线照射以培育无籽西瓜的花粉；

2)将所得花粉置于培养皿中，然后再置于软X射线照射装置中，控制二倍体雄花花粉所在的平面与软X射线发生源的距离为100mm，设置照射剂量为800GY，照射时间为70min，得到经过照射后的花粉。

对上述实施例1所得花粉(未经贮藏)、所得花粉于5℃条件下贮藏1d后、5℃条件下贮藏2d后以及5℃条件下贮藏6d后的发芽率进行检测，结果如下述表1所示。按同样的操作对上述实施例2～4及对比例1～5的发芽率进行检测，结果如下述表1所示。

实验例：

2014年，申请人将按上述各实施例和对比例所述方法制得的花粉(包括未经贮藏和经贮藏)用于大田试验，按现有常规技术对西瓜进行授粉(所有试验在授粉时温度均为15～18℃)和诱导单性结实以培育无籽西瓜，未提及的管理及操作与现有技术相同。试验的西瓜品种均为黑美人。分别对采用各实施例及各对比例所得花粉的坐果率、所得商品果中无籽西瓜占有率、商品果的果实特征、无籽西瓜中的秕子数等进行统计，结果如下述表1所示。另外，对西瓜的成熟时间进行统计，发现采用本发明所述方法照射后的花粉进行授粉的西瓜，成熟时间提早3～7天。

表1：

实验例2：

2014年，申请人采用按上述实施例1所述方法制得的花粉，按现有常规技术对农友大宝1号、麒麟瓜84-24、庆发1号等品种在同等种植条件及管理条件下，进行常规人工授粉和诱导单性结实操作，以培育无籽西瓜。结果表明，所有品种西瓜的坐果率均达90％以上，所有品种所得的商品果中无籽西瓜的占有率也都达到95％以上，且所得无籽西瓜中无着色秕籽。其中农友大宝1号品种所得无籽西瓜中单果白色秕子平均为10粒，麒麟84-24品种所得无籽西瓜中单果白色秕子平均为16粒，庆发1号品种所得无籽西瓜中单果白色秕子平均为12粒。

Claims (8)

1.一种利用软X射线照射花粉培育无籽西瓜的方法，包括获取二倍体雄花花粉的步骤以及用软X射线照射二倍体雄花花粉的步骤，其特征在于：

所述获取二倍体雄花花粉的步骤为：采摘雄花，收集花药，然后将收集的花药置于25～27℃、相对湿度为60～80％的环境中干燥，之后除去杂质，即得到雄花花粉；

所述用软X射线照射二倍体雄花花粉的步骤是将获取的二倍体雄花花粉平铺于器皿中，置于软X射线照射装置中，控制照射剂量为800GY，照射时间为50～70min。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在获取二倍体雄花花粉的步骤中，干燥的程度按下述标准操作：将收集的花药置于器皿中，平铺成2～6mm的厚度，再置于25～27℃、相对湿度为60～70％的环境中干燥30～90min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在获取二倍体雄花花粉的步骤中，干燥的程度按下述标准操作：将收集的花药置于器皿中，平铺成3～4mm的厚度，再置于26℃、相对湿度为60～70％的环境中干燥50～70min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在获取二倍体雄花花粉的步骤中，采摘雄花时，是采摘当天开放的雄花。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于：在用软X射线照射二倍体雄花花粉的步骤中，在用软X射线照射二倍体雄花花粉时，控制二倍体雄花花粉所在的平面与软X射线发生源的距离为150～250mm。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于：在用软X射线照射二倍体雄花花粉的步骤中，在用软X射线照射二倍体雄花花粉时，控制二倍体雄花花粉所在的平面与软X射线发生源的距离为180～220mm。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于：在用软X射线照射二倍体雄花花粉的步骤中，在用软X射线照射二倍体雄花花粉时，控制二倍体雄花花粉在的器皿中的平铺厚度为1～3mm。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于：在用软X射线照射二倍体雄花花粉的步骤中，控制照射时间为55～65min。