揭開無籽果實的神秘面紗

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A【文章編號】2095-3089(2012)02-0090-01

生活中我們見到的果實根據有無種子，分為有籽果實和無籽果實，而無籽果實的無籽是怎樣產生的？它們各自產生的原理相同嗎？下面就從香蕉、無籽西瓜、無籽番茄等幾種無籽果實形成的原理著手，一一揭開無籽性狀的神秘面紗。

一、有籽果實產生的真相

一般有籽果實由子房壁膨大成果皮，整個胚珠發育成種子，由果皮和種子兩部分構成了果實。其中果實內的種子是怎樣形成的呢？這里以被子植物為例闡述其過程。當被子植物完成雙受精以后，花被和雄蕊首先凋謝，柱頭和花柱也隨著萎縮，只有子房繼續生長發育，子房內的胚珠中受精卵經過短暫的休眠，就開始進行有絲分裂，形成一個基細胞和一個頂細胞，其中基細胞經過幾次分裂后分化形成胚柄，而其中的頂細胞經過多次分裂和分化形成球狀胚體，這時，胚柄從周圍組織中吸收并運送營養物質，供給球狀胚體的發育，當球狀胚體發育完成后，胚柄就退化消失了。此時球狀胚體分化為胚芽、胚軸、子葉和胚根四個部分，這樣就形成了種子的胚，而受精的極核不經過休眠，開始進行有絲分裂，經過多次分裂形成大量的胚乳細胞，這些胚乳細胞就構成了胚乳，對于雙子葉植物來說，此時胚乳中的營養物質被胚吸收儲存于子葉里，最終形成無胚乳的種子，一般對于單子葉植物來說，它的胚乳往往不被吸收而最終形成有胚乳的種子，在胚和胚乳發育的同時，珠被發育成種皮，這樣由胚、胚乳（雙子葉植物往往沒有胚乳）和種皮就構成了一顆種子，發育著的種子存在著與生長素有關的酶系，在多種酶的催化作用下，植物體內的色氨酸經過氨基轉換、脫氨基作用兩個氧化步驟，最終變成吲哚乙酸——生長素。這樣發育著的種子產生生長素刺激子房壁膨大形成果實，與此同時種子不斷成熟，種子和果皮形成了果實，這就是有籽果實產生的真相。

二、無籽果實的面紗

從有籽果實產生的真相中，我們了解到生長素在果實形成中的重要作用，而有籽果實的生長素卻來源于發育中的種子，對于無籽果實來說，果實中根本沒有種子，那么這種果實的形成過程還需要生長素嗎？如果還需要生長素，生長素又是從何而來的呢？下面就根據無籽西瓜、無籽香蕉和無籽番茄的形成過程一一揭開無籽面紗。

1.無籽西瓜的形成

我們生活中常見的有籽西瓜往往是二倍體，當播種二倍體西瓜種子長出幼苗時，利用秋水仙素處理變成四倍體植株的幼苗，抑制正在分裂的細胞中紡錘體的形成，導致染色體不分離，從而引起染色體數目加倍。染色體數目加倍的細胞繼續進行正常的有絲分裂，就發育為四倍體植株，然后用四倍體植株作母本，普通二倍體西瓜為父本，當授以普通二倍體西瓜的花粉時，可以獲得同源三倍體植物，在第一年所結西瓜種子中含有三個染色體組，來年播種三倍體種子，長出的植株作母本，由于作為母本的三倍體植株在減數分裂形成配子時，每種染色體有三條，組成三價體，發生染色體聯會紊亂，因而不能形成正常的雌配子，當三倍體植株開花時，需要授給普通二倍體西瓜成熟的花粉，當二倍體花粉落在三倍體植株的柱頭上開始萌發，二倍體西瓜的花粉中除含有少量的生長素外，同樣也含有使色氨酸轉變成生長素的酶系，這樣二倍體西瓜花粉萌發形成的花粉管伸入到三倍體植株的子房內并將自身合成生長素的酶系轉移到其中，從而在子房內合成大量的生長素，這些生長素促進三倍體西瓜的子房壁膨大發育成果皮，最終沒有形成種子，這樣三倍體植株所結的西瓜為無籽西瓜。由于三倍體無籽西瓜的無籽性狀是根據染色體變異原理培育而來的，屬于可遺傳的變異，因此這種無籽性狀是可以遺傳的。

2.無籽番茄的形成

番茄是自花傳粉植物，自然狀態下當雌蕊和雄蕊都發育成熟后，雌雄蕊均能產生正常的配子，完成正常的雙受精作用，并最終形成有籽番茄。而無籽番茄的形成則是在番茄植株花蕾期，雌雄蕊未發育成熟時，即還沒有發生雙受精作用時去雄，并套袋，由于這種處理是在沒有受粉的花蕾期，因而番茄不能完成受精作用，所以就沒有種子，這時利用人工合成的一定濃度的生長素溶液處理沒有受粉的番茄花蕾，依靠外源的生長素處理子房壁膨大成果實，最終形成了無籽番茄。通過這種方式形成的無籽番茄的無籽性狀，由于細胞內的遺傳物質沒有發生改變，僅僅是利用外源生長素促進果實發育這一原理得來的無籽性狀，是不可遺傳的。

3.無籽香蕉的形成

香蕉是天然的三倍體，這種香蕉的細胞內有3組染色體，每組有11條染色體。在形成精子和卵細胞的減數分裂過程中，出現染色體的聯會紊亂，因而不能形成正常的精子和卵細胞，也就無法進行正常的受精作用形成種子。這和三倍體無籽西瓜的形成有一定的相似之處，那么香蕉的子房又是怎樣發育成果實的呢？原來香蕉在形成無籽果實過程中不需要外源生長素，因為香蕉在開花后期子房發育過程中，能夠合成大量生長素，刺激子房發育成果實，像這種不經授粉和其他外界刺激而產生果實，自然界稱為營養性單性結實。自然界中單性結實的種類很多，如香蕉、鳳梨、無籽柑橘等。

綜上所述，同樣的無籽性狀，它們的形成原理卻不相同，有的無籽性狀的形成需要改變遺傳物質，只有弄清無籽產生的真正原理，才能揭開無籽性狀的神秘面紗。