无籽瓜果
当我们吃到无籽西瓜、无籽番茄、无籽葡萄或无籽蜜桔的时候,总是感到别有一番风味。瓜果中无籽的品种不少,造成无籽的原因也是多种多样的。
从植物本身的遗传特性来说,植物的开花结果,大多要经过传粉、受精等一系列过程。但有一些果树的子房,由于长期自然演化遗传下来的特点,它不用传粉,也不用受精,或者只要传粉的刺激,不需进行受精,都能结出正常的果实。这种现象在植物学上称之为“单性结实”。由于单性结实未经受精,所以产生的果实就没有种子,即为无籽果实。从生理上的原因来讲,有些植物虽然经过了正常的受精,但如碰上低温或营养不足,也可以使胚死亡而成为无籽果实。还有,如“无核白”葡萄,它们的肛和胚乳在正常情况下,只稍稍发育就转向败育,胚长不大,这样结出的果实也是无籽的。
在无籽结实的种种原因中,由于是三倍体植物而结出的无籽果实,似乎更为常见和更有意义。在这方面,无籽西瓜和香蕉是最好的例子。
普通西瓜为二倍体,细胞内有两组染色体,共22条。用0.2—0.4%的秋水仙素溶液处理普通西瓜,可使染色体数加倍,成为具有44条染色体的四倍体。将四倍体的西瓜与二倍体的西瓜杂交,就能得到有33条染色体的三倍体。无籽西瓜的33条染色体分为三组,每组11条。性细胞在减数分裂时一分为二,即每一半应有16.5条染色体。但实际上三组染色体并不均匀分配,而是有两组以整组各转移到一方,剩下的一组染色体自由地各加入一组,这样就导致染色体数有多有少,致使不能形成正常配子。所以三倍体西瓜雄株的花粉发育不好,空瘪的多,不能给雌花正常授粉。据统计,在2048粒无籽西瓜的花粉中,仅有2粒有受精能力,故是高度不孕的,能结籽的几乎仅仅为千分之一,自然也就很少有籽了。
香蕉的情况也很类似,不过它是由野生香蕉自然演变而形成的三倍体。野生香蕉为二倍体,细胞内有22条染色体。在野生香蕉进行有性繁殖时,它的卵细胞内的22条染色体同时跑到一极,形成了没有减数的二倍体卵细胞。当这种卵细胞和一倍体的精子结合后,也就成了三倍体,所以结出的是无籽果实。
三倍体的植物一般不能结籽,对植物本身来说,于传宗接代、发展进化是不利的,但对人类则常常是极好的优良性状。在自然进化和人工培育的情况下,现在已形成了不少优良的三倍体作物新品种,如大而鲜嫩的三倍体桑叶、含糖量高的三倍体甜菜、生长迅速的三倍体杨树及无核蜜桔、巨型葡萄,等等。它们都是通过巧用染色体数目的变化而获得的。
近年来,我国还利用细胞工程技术,开展了柑桔、苹果、猕猴桃、枸杞等的胚乳培养工作。我们知道,胚乳是植物在受精过程中,精子与两个极核结合的产物,在大多数植物中,胚乳是三倍体的。这样,通过胚乳培养,就有可能获得三倍体植物,从而获得无籽结实的作物新品种。目前,我国科学工作者已获得了猕猴桃、枸杞的三倍体植株,得到了种子数目明显减少的果实,进一步研究,将可能在由胚乳培养获得无籽结实植物方面有新的突破。
利用植物激素处理来诱导作物产生无籽果实,是农业上常常采用的方法。早在1935年,美国植物生理学家贾斯塔弗逊,用人工合成的萘乙酸等植物激素,第一次魔术般地使番茄、茄子、辣椒、西葫芦及一些观赏植物(秋海棠等)获得了单性结实的无籽果实。使植物激素的应用成为了诱导无籽瓜果的“点金术”。现在,在农业上利用这一技术十分普遍。如番茄,在花期用15—20ppm的2,4-D或20ppm的萘乙酸对植株喷雾或蘸花,就可以形成无籽果实。在葡萄上,用200ppm赤霉素对果穗喷雾,可以使无核品种的葡萄增产,使有籽的“玫瑰香”无核率达60—90%。用1—2%的萘乙酸或其他激素加入羊毛脂中,涂在西瓜雌花的柱头上,就可不用产生三倍体的方法获得无籽西瓜。农学家们用植物激素处理南瓜、甜瓜、黄瓜、茄子、辣椒等,都得到过果形、大小正常,品质良好的无籽果实。在果树方面,用植物激素诱导葡萄、无花果、柑桔、苹果、李、柿、荔枝、枇杷、枣、人心果等产生无籽果实的试验也已成功。
无籽的果实是美好的,除了靠大自然的恩赐之外,我们应该利用科学知识和手段,去向大自然索取,以便培育出品种繁多的无籽瓜果。