承認吧——我們真的不喜歡種子。 當然,這並非普遍適用。 畢竟,許多食品實際上是種子(豆類、豌豆、大米、玉米、咖啡、可可)或來自種子(麵粉、油),我們需要種子來繁殖許多植物。 然而,當談到葡萄、西瓜、香蕉、柑橘和其他一些水果和蔬菜時,種子可能會讓人討厭。 許多水果中的種子與我們吃的部分混合在一起,不僅限於像蘋果這樣不可食用的部分,或者像藍莓和草莓這樣的小部分。 大種子的緊縮並不令人愉快,除非是比賽,否則將它們吐出在社交上通常是尷尬的。 因此,我們抓住機會擺脫種子,或者至少將它們減少到可管理的數量。
無籽植物並不常見,但它們確實存在於自然環境中,或者可以由植物育種者在不使用基因工程技術的情況下進行操作。 目前沒有無籽植物是轉基因生物 (GMO)。 與許多工廠系統一樣,在生產最終產品(在這種情況下為種子)的“路徑”中必須有幾個步驟正確工作。 任何一步的妥協都會導致失敗。 植物無籽是沒有用的,因為它不能產生後代,這就是為什麼大多數無籽植物通過嫁接或扦插繁殖(黃瓜和西瓜除外)。 然而,它是一種通過花粉進行的遺傳性狀,並在基因庫中保持,直到正確的親本組合再次出現以產生具有無籽果實的植物。 由於這些都是自然發生的,而人類是善於觀察、好奇和足智多謀的生物,一旦我們找到自己喜歡的東西,我們就會充分利用它。 那麼,為什麼有些水果是無籽的呢?
處女果
所有無籽果實都屬於稱為單性結實的一般類別。 Parthenocarpy 是一個希臘詞,意思是“處女果”。 這是一種果實發育而胚珠未受精(花的受精後發育成種子的部分)的情況。 在這些植物中,可能需要也可能不需要授粉來觸發激素產生以刺激子房壁膨脹並形成果實。 然而,不會發生受精和種子發育,也沒有“種子痕跡”或種子殘餘。 在某些情況下,可以通過外部激素應用在沒有花粉的情況下刺激果實發育。 這種無核現象存在於某些品種的黃瓜、柿子、葡萄、柑橘、菠蘿和其他品種中。 這種類型的無籽通常比有籽的果實更小。
一些能夠產生種子的植物可能具有不育的花粉或其他原因,使它們無法形成種子,並且為了產生種子,它們需要由該物種的另一個基因不同的成員授粉。 當種植在大果園中時,它們被自身基因相同的副本所包圍,導致它們產生單性果實。 許多柑橘以這種方式運作。
種子痕跡
Stenospermocarpy 是一種單性結實,其中發生受精並且種子開始發育但最終流產,留下明顯的“種子痕跡”。 種子痕蹟的大小因流產前種子發育的進展程度而異,並且通常足夠柔軟,沒有完全發育的種子的嘎吱聲。 這發生在大多數無籽葡萄、西瓜和其他水果中。 無籽葡萄的育種者通過在流產前去除發育中的種子並使用組織培養技術將它們種植成植物來利用這一部分發育過程。 這樣,父母雙方都具有無核性狀,從而產生更多的無核後代。
種子發育過程的中斷有多種原因。 西瓜和香蕉是無籽的,因為它們有三組染色體,當它們產生花粉和卵細胞時,它們的染色體是奇數。 大多數生物體具有偶數條染色體,因此產生的卵細胞和花粉細胞接收偶數條染色體,這些染色體包含遺傳物質(例如 DNA)以結合產生後代。 當三倍體形成卵子和花粉時,這個過程會產生一個奇數,導致卵子和花粉沒有得到相等的染色體互補,因此它們缺乏生存所需的信息。 來自三倍體的花粉通常看起來皺縮且形狀不良。
隧道
三倍體生物是自然發生的,也可以通過將二倍體(兩組染色體)與四倍體(四組染色體)雜交以產生三倍體來發育。 在西瓜的情況下,果實發育需要授粉,並且由於三倍體花粉不會發芽,因此套種二倍體品種以提供可行的花粉以誘導果實而無需完全的種子發育。 西瓜中的白色種子痕跡很容易看到
迄今為止所研究的所有葡萄中的無核果都是由於葡萄染色體上負責種子發育的部分中自然發生的有害“點突變”。 許多人在否定語境中使用突變或突變這個詞,但我們認為理想的大多數變化都是自然發生的。
努力開發無籽櫻桃。 但是,“坑”和種子之間是有區別的。 坑是橄欖、櫻桃、桃子、李子和杏子種子周圍堅硬的石質組織,不屬於種子的一部分。 研究人員能夠培育出無籽但不是無核的櫻桃。
無籽可能會也可能不會改變果實的特性。 果實中的種子可以幫助將能量和營養吸收到果實中,改變特徵,例如營養和糖分、果實大小、果實數量、成熟時間等。 育種者和園藝家使用標準育種和生產技術克服了這些限制,做得很好。
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密歇根州立大學
www.canr.msu.edu