从无籽西瓜到无核荔枝那些“断子绝孙”的水果是怎么来的?
如今,越来越多的无籽水果进入我们的视野,从最早的无籽西瓜,无籽葡萄,到无籽柑橘、柠檬、荔枝甚至是草莓。
我们在享受无籽水果带来的美味与便捷的同时,心里不免有疑惑这些水果是怎么来的?会不会对我们健康有影响?今天我们一起聊聊无籽水果的那些事儿。
我们都知道水果一般就是植物的果实,里面的籽也就是种子。要搞清楚种子怎么没的,得先知道它怎么来的。
植物是双受精,一个和卵细胞结合形成受精卵,另一个和极核结合形成受精极核,它们都在子房的胚珠里。随着发育,受精卵发育成胚,受精极核发育成胚乳,珠被发育成种皮,构成了一个完整的种子。
受精后的种子开始合成大量的植物激素,运输至子房壁,促进细胞的增殖、分化和膨大。形成一个兼有保护和营养功能的“育婴房”——果皮,包括外果皮、中果皮(可食用部分)和内果皮。
无籽水果的本质:杀死水果的孩子,还要欺骗它去搭建豪华的育婴房!(听上去有些残忍)
和人类一样,大多数的植物也是二倍体(两套染色体),减数分裂形成和卵细胞就是单倍体,结合又变成了二倍体。但是如果水果变成三倍体,就不能进行减数分裂,也就没法形成正常的种子。
这是彻底的生物学不育,不会产生发育完全的种子。这里要注意的要有授粉操作,用二倍体植株的花粉给三倍体植株授粉才能正常结果,否则也无法结果。
这里面的优秀代表是:无籽西瓜。它是人工培育的结果,将二倍体西瓜用秋水仙素处理,染色体加倍获得四倍体西瓜,然后再与二倍体西瓜杂交,从而获得三倍体西瓜。让二倍体西瓜爸爸给三倍体西瓜妈妈授粉,由于妈妈不育,无法生宝宝(也就是无籽),但是婴儿房正常搭建,果实正常。
有时候我们会发现无籽西瓜里有一些白色的,瘪瘪的类似于种子的东西,其实只是种皮,并不是真正的种子。
说到杂交不育,动物里有个可以和它很像的——骡子,它兼有耐力好,能负重的优点,但是不能生育。以大多数的骡子为例,妈妈是马(二倍体,64条染色体),爸爸是驴(二倍体,62条染色体),骡子染色体是63条,不能进行减数分裂,所以不孕也不育。
还有我们平时吃的香蕉,它也是三倍体,不过是长期经过人类选育留下来的自然品种。
单性结实就是不需要受精作用,通过植物内源或者外源的激素来促进果实的成熟,可分为先天的和后天的。
先说后天的:上面我们知道果实要发育需要种子产生的激素。没有种子我们就直接施加相应的激素,通过对未授粉的雌花喷洒生长素、赤霉素等模拟受精信号,欺骗水果框框一顿造房子。比如无籽番茄,无籽茄子、无籽葡萄。
先天单性结实属于天赋异禀的选手了,不用扬鞭自奋蹄类型的。植物自身携带单性结实基因(如香蕉、无籽柑橘、无籽葡萄),子房内激素本来就水平天然较高,不依赖授粉产生激素,就可以直接刺激果实膨大。比如香蕉(三倍体,天然无籽且不依赖授粉)无籽柑橘、无籽葡萄(许多品种自身具单性结实潜力)。或者出现了种子退化或无籽突变枝条,通过人类不断筛选和定向培育,逐步固定并增强这些优质性状。比如有些无核荔枝等。
还有就是运用前沿基因编辑技术直接对关键基因“动手术”,抑制种子发育同时不影响果肉生长。该技术尚在科研开发中,没有大规模商业化。与传统转基因有所不同,它仅对植物自身基因进行编辑,不添加外源物种基因片段。
扦插:可以将植物的枝条、吸芽、匍匐茎、根蘖等部分切下来,插入土壤或基质中,使其生根发芽,形成新植株。
嫁接: 将优良品种的枝条或芽,嫁接到另一株植物(砧木)的根茎上,使两者愈合生长成一体。砧木通常选用抗病、抗逆性强的品种。
组织培养:这是现代生物技术手段。在无菌条件下,从植物体上取下微小的组织块(如茎尖、叶片等),放入含有特定营养和激素的培养基中,诱导其分裂、分化,最终形成完整的小植株。
植物激素是植物自身产生的一种有活性的有机化合物,例如生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等等,负责调节植物的生长状态,不可或缺。水果中富含的各种植物激素,在我们正常吃水果时也会一同进入人体,随着代谢排出体外。
植物激素与动物激素在化学结构和识别机制上差异很大,并且代谢机制也不相同。所以植物激素不会影响人体正常代谢,同时人类避孕药也不会让植物无籽。