新知|打了避孕药?无籽西瓜“背锅”好多年!

新知 昨天13:48 1729

于梅君


主笔、视频剪辑:于梅君

炎炎盛夏,啃一口爽甜无籽的西瓜,绝对是种享受。但网络上流传的“无籽西瓜用避孕药处理”“含有大量激素不能吃”等说法,让不少“吃瓜群众”心有疑虑。西瓜无籽的真相到底如何?

打避孕药?无籽瓜“背锅”好多年

近年来,关于无籽西瓜的谣言在网络上甚嚣尘上。一些不明真相的网友,在社交媒体上转发着“无籽西瓜是用避孕药处理出来的,含有大量激素,吃了会危害健康”这样的言论,不少人在购买西瓜时,看到无籽西瓜都会犹豫再三,甚至直接放弃购买。

为何总有人把无籽西瓜和避孕药挂钩?这种谣言的产生,很可能源于对“无籽”概念的误解。部分人想当然地认为,让植物“绝育”可能需要类似给人用的避孕药。

这是完全错误的联想。植物的繁殖机制与动物截然不同,现代育种学早就发展出安全高效的技术来解决这个问题,根本无需借助人类的药物。

中国农业科学院的专家也明确表示:无籽水果与避孕药毫无关系。虽然说合理使用赤霉素等植物生长调节剂(俗称植物激素),是生产无籽瓜果的方法之一,但它们并不是避孕药。

更重要的是,使用避孕药并不能生产出无籽水果。专家解释,人用避孕药属于动物激素类物质,只有在进入人体后,才能被响应识别,进而调节各项生理指标,使精细胞和卵细胞无法结合形成受精卵,从而达到避孕目的。

但植物体内缺乏相应的受体及信号途径,由动物激素制成的避孕药是无法被植物识别的,因此,给西瓜打避孕药,就像给石头打营养针——纯属无效操作。

秋水仙素:培育无籽西瓜的“魔法师”

既然避孕药传言是无稽之谈,那无籽西瓜是如何长成的?这就不得不提“神秘魔法师”——秋水仙素,它是一种植物生物碱,最早是从秋水仙里发现的,常用于育种

秋水仙素看上去普普通通,却是有着剧毒的“危险分子”,实验操作时,科研人员都得小心翼翼,戴上手套、口罩,防止它“伤人”。秋水仙素是一种极细的针状无色粉末,极易溶于酒精、氯仿和冷水,但在热水里,它的“热情”会稍微降温,溶解度较低。在培育无籽瓜的舞台上,秋水仙素是如何施展魔法的呢?

首先,你得知道,原来植物也有染色体,就像我们人类有 23 对染色体一样,植物细胞里也有染色体,它们是遗传信息的载体,决定了植物的各种特征,比如花朵颜色、果实形状和大小等。

普通西瓜是二倍体植物,它的体细胞就像一个小小的“染色体仓库”,里面含有两个染色体组,每个染色体组都带着西瓜生长和发育的“密码”。

在植物细胞分裂这个热闹的“大派对”上,原本有一个重要的“舞者”——纺锤体,它就像一个精准的“小推车”,在细胞分裂时,它会把染色体整齐地拉到细胞的两极,让新形成的细胞能拥有正确数量的染色体,就像把一群小朋友准确地分配到两个不同的游乐区。

可秋水仙素一出现,就像一个捣蛋鬼闯入了派对。它会悄悄地干扰纺锤体的形成,阻止纺锤丝的合成。

没有了纺锤丝这个“小推车”帮忙,染色体就像一群迷路的小朋友,无法被拉到细胞的两极,只能都留在新细胞的细胞核里。这样一来,经过秋水仙素处理后的细胞,染色体数目就像坐了火箭一样加倍了。

原本的二倍体西瓜摇身一变,成了四倍体西瓜,也就是说,它的体细胞里,“染色体仓库”扩容,含有四个染色体组,植株、叶片、气孔等都显著增大,就像一个原本瘦小的人,突然长成了壮汉,这个四倍体西瓜是能正常开花结果产生种子的。

从四倍体到三倍体:无籽西瓜诞生“魔法”

此时,科学家就像一群技艺高超的“导演”,将四倍体西瓜作为母本,二倍体西瓜作为父本,安排了一场特殊 “婚礼”。

四倍体西瓜产生的配子中,含有两个染色体组;二倍体西瓜产生的配子中,含有一个染色体组,它们就像两个来自不同家族的小伙伴,手拉手结合在一起,形成拥有33条染色体的三倍体西瓜,就是市场上卖的无籽西瓜。

三倍体西瓜为啥没有种子呢?这要从染色体的配对和分离这个“神秘舞蹈”说起。

在有性生殖过程中,生物体的细胞,需要通过减数分裂产生配子,而减数分裂的一个重要前提是染色体能够成对配对,就像两个好朋友手拉手一样。

但是,三倍体西瓜的体细胞中含有三个染色体组,这就好比有三个小朋友,在跳舞的时候,怎么都找不到合适的配对伙伴。因此,在减数分裂时,染色体无法正常配对和分离,导致不能形成正常的配子,也就无法产生种子,或仅仅结出一点点白色的瘪籽。

“三倍体西瓜没有繁殖能力,不能产生种子,这是由它的染色体数目决定的,和激素、避孕药都没有关系。”中国农业大学的一位植物学教授解释,“在无籽西瓜培育过程中,使用的秋水仙素等物质,都是在植物生长的特定阶段使用的,经过一系列代谢和转化,最终在西瓜中几乎不会残留,对人体不会造成任何不良影响。”

技术突破:无籽西瓜进入“自繁殖时代”

2024年10月,西北农林科技大学袁黎教授课题组在《Nature Plants》发表重磅论文,给无籽西瓜乃至其他无籽果实育种带来颠覆性变革。

以往,无籽西瓜靠三倍体技术培育,就像给育种戴上了“枷锁”。二倍体与四倍体西瓜杂交,操作繁琐还易出错。更要命的是,它对西瓜基因型极为挑剔,如同钥匙只能开特定锁。许多有优良性状的西瓜品种,因基因型不匹配,只能被“拒之门外”,育种效率和品种多样性严重受限。

袁黎教授课题组宛如科研“魔法师”,成功研发出能自我繁殖的通用型二倍体无籽西瓜诱导体系。这个体系就像是一个神奇的“魔法盒”,打破了传统育种方法的基因型限制。

它的神奇之处在于自我繁殖,无需像传统方法那样不断找新材料、用新技术维持育种。而且通用性强,不管西瓜基因型如何,结合诱导体系,很快就能培育出更多无籽西瓜,而且更甜、保鲜期更长、抗病性更强。

此成果不仅惠及无籽西瓜,还为其他无籽果实作物育种打开了新大门,让无籽育种从“年年杂交”迈入“一种永逸”的新纪元。

知多一点

别谈激素色变!植物激素真没那么“坏”

生活中,除了无籽西瓜,还有很多无籽水果,它们就像一个热闹的“无籽水果家族”,有的是通过自然变异产生的,有的是利用植物激素处理未受精的雌蕊,刺激子房发育成果实,从而得到无籽果实。

无籽葡萄:自然与科技的“结晶”

无籽葡萄家族里有两种“派别”:自然突变型和激素处理型。自然突变型葡萄,就像是大自然偶然创造的“奇迹”。比如午夜美人,它的果皮是蓝黑色的,特别耐运输,就像一个能“走南闯北”的小旅行家。

激素处理型的葡萄则是科学家用“魔法”变出来的。就像巨峰葡萄,在花期时,科学家给它施上赤霉素,模拟受精信号,这样果实就能膨大而且没有籽啦。还有杂交品种金星无核,它是欧美杂交的,抗病性特别强。

脐橙:基因突变的“小惊喜”

脐橙的故事可有趣啦!它是因为基因突变,让花朵发育的时候,心皮分化出了次生心皮,形成了一个像“肚脐”一样的结构。这样一来,子房不用授粉受精就能发育成果实啦。

代表品种是巴西甜橙树芽变产生的脐橙,果肉是橙红色的,无核率能达到100%,就像一个纯粹的“甜心小宝贝”。它的果皮分层特别明显,还含有芳香油囊状结构,闻起来香香的。

凤梨(菠萝):热带水果的“单性浪漫”

凤梨可是原产南美洲的热带水果,它就像一个有点“个性”的家伙,自花不育,而且雌雄蕊成熟期还不同步,就像两个人总是错过见面时间。在野外,它需要蝙蝠、蜂鸟来帮忙传粉。不过,人类栽培的凤梨品种很聪明,它们通过单性结实发育,不用授粉就能形成肉质化膨大的花序轴和子房。代表品种台湾凤梨,果眼浅浅的,果肉是金黄色的,就像一个闪闪发光的小太阳。

香蕉:三倍体的“甜蜜软糯”

香蕉也是人工杂交选育出来的三倍体品种,它的“祖先”是野蕉和小果野蕉。在减数分裂的时候,香蕉的染色体没法配对,就像一群小朋友找不到自己的小伙伴,结果种子就败育啦。不过,它的果肉可是软糯绵密,吃起来口感超棒!代表品种卡文迪什香蕉,是全球主流栽培品种,特别耐贮运。

无籽柑橘类:选育的“甜蜜成果”

无籽柑橘,是通过芽变选种、杂交育种等方法培育出来的。比如,无籽瓯柑是浙江选育出来的品种,它的果肉是橙红色的,柔软多汁,可溶性固形物含量能达到12%-13%,特别耐贮藏。无籽贡柑是广东省农业科学院选育出来的。粑粑柑也是种子败育型的柑橘,

植物激素,安全得很

很多人担心植物激素不安全,其实,植物激素学名叫“植物生长调节剂”,就像是植物的“成长小秘书”,它可以分为两类。一类是植物本身就能产生,叫内源激素;还有一类是人工提取、发酵或合成出来,叫外源激素。

植物激素和人体激素是完全不同的物质,就像两种不同语言的交流,不会对人体产生激素样的作用。就像人用的避孕药没法让水果没籽,植物激素也无法调节人类的生长发育。

而且,植物激素本身毒性都很低,只要一点点就能起到作用,还很容易被分解掉。所以在水果里残留很少,很多国家把赤霉酸等植物激素列进豁免名单,不限制使用,也不规定残留量。

所以,大家以后可以放心大胆地吃无籽水果,别再被那些不靠谱的传言给忽悠啦!

责任编辑:于梅君

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