我們吃的大多數(shù)水果都是有籽水果,如西瓜、葡萄等,往往在食用后需要吐籽,很多人就覺得這樣很麻煩,便產(chǎn)生水果攝入偏好,進(jìn)而出現(xiàn)缺乏某些營養(yǎng)元素的癥狀。夏天人們經(jīng)常會(huì)通過食用西瓜來防暑解渴,但是西瓜不但籽多,而且籽還難剝落,科學(xué)家就開始研究怎樣才能使像西瓜這樣的有籽水果變成無籽水果呢?一旦成功,便是入口即化,人人都可以方便食用了。
從植物學(xué)的角度來說,籽粒就是果實(shí)里包裹的種子。當(dāng)種子開始發(fā)育時(shí),整個(gè)子房也隨之發(fā)育,水和營養(yǎng)物質(zhì)不斷增加,最后成為我們吃到的水果,而種子就儲(chǔ)藏在果實(shí)中。有籽水果中,若種子不發(fā)育,就無法刺激子房的形成,也就是不能形成果實(shí)。在了解了果實(shí)和種子形成的過程后,科學(xué)家就設(shè)想,若能阻止種子發(fā)育,而又不影響果實(shí)的正常形成,那么就可以得到無籽水果了,于是科學(xué)家就踏上了生產(chǎn)無籽水果的征途。
植物的生長離不開激素的刺激,生長素和赤霉素是最常見的兩大類生長激素,能夠促進(jìn)果實(shí)的生長發(fā)育。而在激素刺激的過程中,植物自身控制發(fā)育的相關(guān)基因必然發(fā)生了變化,才使得表型同樣發(fā)生了變化。那么,通過一定方法為果實(shí)提供生長激素,同時(shí)又抑制種子發(fā)育過程中的關(guān)鍵基因,使其不能正常發(fā)育,就能夠獲得無籽水果了。
無籽西瓜是通過雜交手段獲得的。普通西瓜為二倍體植物,在幼苗期用秋水仙素進(jìn)行處理,二倍體加倍成為四倍體,這種四倍體西瓜能正常開花結(jié)果,種子也能正常萌發(fā)成長,將它與二倍體西瓜植株進(jìn)行雜交,得到含有3個(gè)染色體組的西瓜種子,種植該種子就得到三倍體西瓜植株。生物學(xué)上,三倍體在減數(shù)分裂過程中會(huì)發(fā)生染色體聯(lián)會(huì)紊亂,不能形成正常的生殖細(xì)胞,當(dāng)三倍體植株開花時(shí),需要授予正常二倍體植株成熟的花粉刺激子房發(fā)育成果實(shí),最終形成無籽西瓜。而在這一系列倍性變化的過程中,基因也發(fā)生了變化,才導(dǎo)致染色體組跟著變化。
無籽葡萄是通過為果實(shí)施用植物激素,抑制種子的發(fā)育來獲得的。像無籽巨峰葡萄,不僅有較高的無核率,果實(shí)大小還在原來的基礎(chǔ)上增加了不少。另有一些葡萄品種,如“京可晶”“大粒紅無核”等,則是由于其自身的基因變異,導(dǎo)致果實(shí)沒有形成籽粒。(孫眉)