[科普中国]-“无籽番茄”和“无籽西瓜”是怎样培育的？

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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