Preguntas biológicas de expertos
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La sandía sin semillas se refiere a una sandía sin semillas en el fruto. Su nombre completo es tres. veces Sandía sin semillas.
El cultivo de sandía sin semillas es una aplicación de la poliploidía inducida artificialmente, cuyo principio es la mutación cromosómica. La sandía que comemos habitualmente es una sandía diploide, es decir, que tiene dos juegos de cromosomas en su núcleo. Dado que los cromosomas de esta sandía son homólogos, la meiosis puede transcurrir con normalidad, por lo que también puede formar semillas normales. Pero la sandía sin semillas aquí es triploide, es decir, hay tres conjuntos de cromosomas en su núcleo. Dado que el número de conjuntos de cromosomas es impar, se producirá un trastorno de la sinapsis durante la meiosis, lo que provocará una meiosis anormal. las semillas no pueden formarse.
A partir de esto, no nos resulta difícil entender el método de cultivo de la sandía sin semillas. Antes de comprender la situación específica, debemos comprender cuál es el fármaco importante que se necesita a este respecto: la colchicina. La colchicina puede actuar en las primeras etapas de la mitosis celular, inhibiendo la formación de fibras del huso, evitando que las cromátidas hermanas sean atraídas normalmente hacia los polos celulares, duplicando así los cromosomas. PD: la colchicina es tóxica. El método específico para cultivar sandía sin semillas es: 1) Tratar la sandía diploide común con colchicina en la etapa de plántula para obtener sandía tetraploide; 2) Usar sandía tetraploide como padre femenino y sandía diploide como padre masculino. Se realizó un cruce y semillas de sandía que contienen. Se obtuvieron tres juegos de cromosomas. 3) Después de plantar, puedes obtener sandía triploide. 4) Una sandía triploide de este tipo no dará frutos inmediatamente después de la floración. Necesita polen maduro de sandías diploides comunes para estimular el ovario de la sandía triploide para que se convierta en fruto. Como se puede ver en la descripción anterior, de una fruta así no pueden producir semillas, y ya está.
También podemos ver que las sandías sin semillas son diferentes de los tomates sin semillas. El material genético de las sandías sin semillas ha cambiado, por lo que este rasgo sin semillas se puede heredar. Aunque no puede reproducirse sexualmente, podemos reproducirnos asexualmente a través de sus ramas y otros órganos vegetativos. Sin embargo, esto es un inconveniente y el proceso de propagación de la sandía sin semillas es relativamente complicado, por lo que no recomendamos que los agricultores se propaguen ellos mismos, sino que compren semillas específicas en una estación de semillas y las obtengan mediante la plantación. Las estaciones de semillas también deben cultivarse todos los años, y los amigos agricultores también deben comprar semillas todos los años.
Pregunta 1: En el proceso de reproducción de la sandía triploide sin semillas, ¿por qué debería utilizarse el tetraploide como padre femenino?
Si sólo nos fijamos en el conjunto de cromosomas, ya sea un diploide como padre masculino y un tetraploide como padre femenino, o un tetraploide como padre masculino y un diploide como padre femenino, el resultado La descendencia es triploide. Sin embargo, no es que la sandía triploide no produzca óvulos, ¡sino que los óvulos no pueden producir óvulos normalmente a través de la meiosis! En otras palabras, la "sandía sin semillas" no carece de todas las partes de la semilla, pero sí del embrión y el endospermo, y la cubierta de la semilla todavía está allí.
Sabemos que además de genes nucleares, mitocondrias y cloroplastos, los eucariotas también tienen genes citoplasmáticos, y casi todos estos últimos proceden del padre. En otras palabras, si se utiliza un tetraploide diploide como progenitor femenino, los genes citoplasmáticos de la sandía triploide procederán del tetraploide; por el contrario, si se utiliza un diploide tetraploide como progenitor femenino, los genes citoplasmáticos de la sandía triploide procederán; del tetraploide. El gen proviene de la diploidía.
¡La práctica ha demostrado que los genes citoplasmáticos de las sandías diploides y triploides pueden desarrollarse normalmente hasta formar cubiertas de semillas! ¡De esta manera, la "sandía sin semillas" cultivada sabrá completamente sin semillas! Porque la razón por la que no nos gustan las sandías con semillas no es que no nos guste el embrión en las semillas, ¡sino que no nos gusta la cubierta dura de la semilla!
Pregunta 2: ¿De dónde procede la auxina de la sandía triploide sin semillas?
Sabemos que el desarrollo del fruto requiere que las semillas aporten auxina, pero las sandías sin semillas no tienen semillas, entonces, ¿de dónde viene la auxina?
La sandía sin semillas es triploide, con 33 cromosomas en las células somáticas. Durante la meiosis para formar gametos, la asociación de los cromosomas se desordenará y no se podrán formar células reproductivas normales, por lo que los óvulos no podrán convertirse en semillas.
La formación de sandía sin semillas no consiste en aplicar auxinas exógenas al estigma e implementar partenocarpia artificial, sino en impregnar el estigma del pistilo de las plantas triploides con polen diploide e inducir la formación de sandía sin semillas mediante la estimulación del polen diploide. ¿Por qué el proceso de inducción de estímulos del polen diploide promueve el desarrollo del ovario en fruto?
Resulta que el polen diploide contiene una pequeña cantidad de auxina, y el polen también contiene un sistema enzimático que convierte el triptófano en ácido indol acético. Cuando el polen diploide germina y el tubo polínico formado ingresa al ovario de la sandía triploide sin semillas, se secreta en él el sistema enzimático que convierte el triptófano en ácido indolacético, lo que hace que el ovario sintetice una gran cantidad de auxinas que promueven el desarrollo del ovario en fruto. . Este principio aprovecha la acción de las auxinas que se producen cuando los granos de polen se dividen y germinan en tubos polínicos.
Pregunta 3: Cuando una sandía tetraploide madura, obtiene polen normal de una sandía diploide normal ¿Cuáles son las fuentes y genotipos de cada parte?
1. Cáscara La cubierta de la semilla se desarrolla a partir de células somáticas de la sandía, por lo que tiene 4 grupos cromosómicos
2. El embrión se desarrolla a partir de un óvulo fecundado, el cual se desarrolla a partir de un espermatozoide diploide y un óvulo tetraploide, es decir, existen tres grupos cromosómicos 2+1=3;
3. El endospermo se desarrolla a partir del núcleo polar de fecundación y tiene 2 núcleos polares y 1 espermatozoide;
3. El endospermo se desarrolla a partir del núcleo polar de fecundación y tiene 2 núcleos polares, y hay 1 espermatozoide, entonces. 2 2 1=5;
4. El endospermo se desarrolla a partir del núcleo polar fecundado. Tiene 2 núcleos polares y 1 espermatozoide, por lo que es 2 2 1=5.