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无籽水果:如何让植物 “绝育” 还能结果?

大众科普网
2025-06-03 10:48:47 265

当你大快朵颐地品尝着无籽西瓜、无籽葡萄时,是否曾好奇这些没有种子的水果是如何诞生的?植物繁衍后代依赖种子,可无籽水果却打破了这一常规,看似 “绝育” 却依旧硕果累累。这背后,是人类利用生物技术对植物生长发育规律的精妙操控。

无籽水果:如何让植物 “绝育” 还能结果?

植物结果的自然密码

在揭秘无籽水果的奥秘之前,我们需要先了解植物结果的正常过程。植物开花后,雄蕊的花粉落在雌蕊柱头上,这一过程称为传粉。花粉萌发长出花粉管,沿着花柱进入子房,将精子输送到胚珠,与卵细胞结合完成受精。受精后,胚珠发育成种子,子房则在种子产生的生长素等激素刺激下,逐渐膨大发育成果实。可以说,种子是植物繁衍的核心,也是果实发育的重要 “指挥家”。

人工干预下的 “绝育” 果实

三倍体技术:以无籽西瓜为例

无籽西瓜的培育运用了三倍体技术。普通西瓜是二倍体,即体细胞中有两套染色体。科学家通过秋水仙素处理西瓜幼苗,使染色体数目加倍,获得四倍体西瓜。再将四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交,得到的子代就是三倍体西瓜。三倍体西瓜在减数分裂时,由于染色体数目为奇数,无法正常配对和分离,导致不能产生正常的生殖细胞,也就是 “绝育” 了。

虽然三倍体西瓜无法完成正常受精,但在开花时,用正常二倍体西瓜的花粉刺激它,花粉中含有的生长素以及花粉刺激后西瓜自身产生的激素,能促使子房发育成果实,从而形成无籽西瓜。

生长素处理:番茄的无籽之路

番茄等一些水果,可以通过人工施加生长素来实现无籽化。在番茄花未授粉前,用一定浓度的生长素类似物溶液涂抹或喷洒在雌蕊柱头上。这些人工合成的生长素类似物,能够模拟天然生长素的作用,直接刺激子房发育成果实。由于没有经过受精过程,所以不会形成种子,从而得到无籽番茄。这种方法操作相对简单,在生产上有一定的应用。

基因编辑技术:未来的无籽水果新方向

随着基因编辑技术的发展,科学家们开始尝试通过精准编辑植物的基因,来培育无籽水果。例如,通过 CRISPR - Cas9 技术,对控制植物生殖发育关键基因进行编辑,抑制花粉或胚珠的正常发育,使植物无法完成受精。同时,调控与果实发育相关基因的表达,保证即使没有种子,子房也能在其他激素或自身调控机制下正常发育成果实。这种方法相比传统技术更加精准,有望培育出更多种类、品质更优的无籽水果,目前虽然还处于研究阶段,但展现出了巨大的潜力。

无籽水果的优势与争议

无籽水果给消费者带来了极大的便利,无需吐籽可以尽情享受果肉的美味,尤其适合老人和儿童食用。同时,无籽水果在运输和储存过程中,由于没有种子发育消耗营养,果实的品质和保鲜期也能得到更好的保证,对果农和商家来说,增加了经济效益。

然而,无籽水果也引发了一些争议。有人担心生物技术培育的无籽水果存在安全问题,但经过大量的科学研究和实践验证,目前通过正规生物技术培育的无籽水果,在营养成分、安全性等方面与有籽水果并无显著差异,都是可以放心食用的。

从传统的杂交育种到现代的基因编辑技术,人类不断探索让植物 “绝育” 结果的奥秘。无籽水果不仅是生物技术的成果,更是人类智慧与自然规律相结合的体现。随着科技的不断进步,未来或许会有更多新奇美味的无籽水果出现在我们的餐桌上,为我们的生活增添更多甜蜜与惊喜。