年度專輯

無籽水果是怎麼產生的?

無籽西瓜和無籽葡萄廣受消費大眾喜愛,那麼,它們是如何培育出來的?

撰文/SA編輯部
翻譯/姚若潔

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無籽水果是怎麼產生的?

無籽西瓜和無籽葡萄廣受消費大眾喜愛,那麼,它們是如何培育出來的?

撰文/SA編輯部
翻譯/姚若潔

美國布魯克海文國家實驗室的生物學者班傑明.伯爾與佛蘭西斯.伯爾提供以下解釋:

果實的發育,通常由花朵胚珠構造的一個或多個卵細胞,被花粉中的精核受精而開始。然而,有些植物的果實可以未經受精而發育,這種特性稱為「單性結果」。比起一般的有籽果實,單性結果的果實具有保存期限較長且較受消費大眾喜愛的優點。

發育出無籽果實最常見的原因是授粉失敗,或是卵或精子喪失功能。有很多植物具有「自交不親和性」的基因,此種特性使植物只容許來自不同遺傳的雌雄親代(即父親或母親)交互授粉。種植柑橘的農人便利用這種特性生產無籽水果,例如臍橙和地中海早橘,當這些栽培品種被種植在植株全與自己一模一樣(複製株)的果園中時,便會失去產籽的能力,而由於它們是單性結果,所以仍然可以產生果實。這些果樹並非透過種籽來繁殖,事實上,利用種籽繁殖會有子代與親代不同的缺點。苗圃工人便常用無性繁殖的方式來培育果樹,例如嫁接法。

另一個造成無法成功受精的原因是染色體不平均。例如,普通香蕉是三倍體,即有三套染色體;一般生物從雙親各得一套染色體,而香蕉的一個親代提供兩套染色體,另一親代提供一套。三倍體很難產生具有平均染色體的卵或精子,因此也很難成功產籽。香蕉也可以透過無性繁殖而單性結果,像是再種植主幹基部的側芽或吸芽便可以延續其品系。栽培者也利用組織培養的方式來繁殖香蕉。

無籽西瓜則格外有趣,因為西瓜原本一定得靠種籽繁殖,但栽培者還是開發出單性結果的方法。方法之一是讓它們產生三倍體的種籽;跟香蕉一樣,三倍體的西瓜沒有辦法產生正常功能的種籽,但透過單性結果還是能長出令人滿意的果實。果農製造三倍體種籽的方法,是讓普通的雙倍體親代與四倍體親代交配,後者是以基因操作方式讓二倍體植物的染色體數量倍增。由於每個世代都必須實行這種操作,因此價格比較昂貴,不過仍然值得。

【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2002年3月創刊號】