我们在超市经常会见到没有种子的番茄、西瓜等果蔬,那“无籽番茄”和“无籽西瓜”的培育方法是一样的吗?

我们首先要了解“有籽”果实是如何产生的。番茄或西瓜开花后,花药上会形成成熟的花粉粒,花粉粒在风、虫等的作用下落到柱头上,并随花粉管伸入胚珠,与卵细胞结合形成受精卵。随后,受精卵发育成胚,胚珠发育成种子,在此过程中会产生植物激素——生长素,生长素能够促进子房发育成果实。在果实中,由于受精卵等的形成和发育,从而生长出种子。植物通常通过种子繁育后代,但种子的存在往往会影响人类品尝果实时的口感。另外,如果果实没有种子的发育,可以节省很多养分供应果肉的生长发育,使得“无籽果实”个头增大、糖分增多、口味甜美。所以,育种科学家希望通过生物技术,培育不含种子的植物品种,但“无籽番茄”和”无籽西瓜”的培育过程往往是不同的。

 

花的结构(江建敏绘)

 

“无籽番茄”的培育利用了“有籽果实”发育时需要生长素刺激的相关机理。在番茄形成花蕾、未开花(花开成小喇叭口)时,用一定浓度的生长素或人工合成的生长素类似物喷洒花蕾,一定浓度的生长素或其类似物,会刺激还未授粉的雌蕊柱头及子房,使子房膨大形成果实,但这个过程因为没有受精卵的形成及其发育,所以番茄成熟后没有种子,最终形成“无籽番茄”。

 

 

“无籽西瓜”的培育采用了人工诱导多倍体的方法。利用秋水仙素等化学试剂诱导二倍体西瓜染色体数目加倍,形成四倍体,再以该四倍体为母本,与二倍体西瓜杂交,获得三倍体西瓜,该三倍体西瓜由于减数分裂时,同源染色体联会紊乱无法形成正常配子,从而无法完成受精作用,最终子房膨大发育成“无籽西瓜”。

上述两种方法获得的无籽果实中,“无籽番茄”果肉细胞的基因型、染色体数都与母本体细胞相同,而“无籽西瓜”果肉的染色体数目却与亲本体细胞不同,在实质上是两种不同的育种方法。

 

 

当然,并不是所有的“无籽番茄”“无籽西瓜”都分别由上述两种方法培育获得。如育种学家通过多年杂交试验,培育出了稳定、单性结实的番茄品种,该品种开花后不发生受精作用,但子房膨大也可形成果实,也是“无籽番茄”。再如,利用生长素等激素刺激未授粉的西瓜雌花柱头、子房,获得“无籽西瓜”;利用X射线照射获得染色体易位的“无籽西瓜”品种等。

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“无籽番茄”和“无籽西瓜”是怎样培育的?

图文简介

“无籽番茄”果肉细胞的基因型、染色体数都与母本体细胞相同,而“无籽西瓜”果肉的染色体数目却与亲本体细胞不同,在实质上是两种不同的育种方法。