[科普中國(guó)]-無(wú)子番茄

無(wú)籽番茄就是指果實(shí)中沒(méi)有種子的番茄。無(wú)子番茄通過(guò)植物組織培養(yǎng)，得到的是有子番茄。無(wú)子番茄的無(wú)子是因?yàn)槿藶榈牟僮魇蛊錈o(wú)法進(jìn)行受精作用造成的。其細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)并沒(méi)有發(fā)生變化。所以屬于不可遺傳的變異。

簡(jiǎn)介果實(shí)的形成，一般需經(jīng)過(guò)傳粉和受精作用，但有些植物只經(jīng)過(guò)傳粉而未受精，也能發(fā)育成果實(shí)，這種果實(shí)無(wú)子，稱(chēng)單性結(jié)實(shí)，如香蕉、無(wú)籽葡萄。也有些果實(shí)是通過(guò)人為誘導(dǎo)，形成無(wú)子果實(shí)，這種結(jié)實(shí)稱(chēng)誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí)，如用馬鈴薯花粉刺激番茄柱頭，而形成無(wú)子番茄。無(wú)子果實(shí)不一定都是由單性結(jié)實(shí)形成，也可在植物受精后，胚珠發(fā)育受阻，因而形成無(wú)子果實(shí)。1

原理番茄種子是由花粉傳到柱頭上，萌發(fā)出花粉管，精子再由花粉管輸送到子房里然后和胚珠內(nèi)的卵細(xì)胞結(jié)合形成的。當(dāng)種子形成時(shí)，子房中的生長(zhǎng)素含量就大大增加，甚至可達(dá)原來(lái)含量的100倍，同時(shí)子房壁開(kāi)始膨大發(fā)育成為果實(shí)。有人曾經(jīng)做了這祥一個(gè)試驗(yàn)：在草莓果實(shí)開(kāi)始發(fā)育時(shí)，去掉一部分種子，發(fā)現(xiàn)有種子的部位繼續(xù)膨大。去掉種子的部位因缺少生長(zhǎng)素就不膨大。使果實(shí)變成了畸形。可見(jiàn)。這種生長(zhǎng)素是由種子合成的。如果我們?nèi)サ羧糠N子。果實(shí)因缺少生長(zhǎng)素而停止膨大。這時(shí)給花以適量的生長(zhǎng)素，即使沒(méi)有種子，子房仍然可以膨大成為無(wú)子果實(shí)。用2,4-D處理番茄花，誘導(dǎo)結(jié)出無(wú)子番茄，可能就是這個(gè)道理。2

方法目前可以用來(lái)處理番茄，獲得無(wú)子果實(shí)的化學(xué)藥品已有很多種，其中效果較好的為2,4-D。

2,4—D有粉劑及溶液兩種，配藥時(shí)不管是稱(chēng)或量，一定要力求準(zhǔn)確，以免發(fā)生藥害或降低藥效。一般，以6~25ppm的濃度為宜。如果是粉劑，須先把它溶解在少量的95%的酒精中，然后用蒸溜水或冷開(kāi)水配成所需要的濃度。如果不能完全溶解，可以攪動(dòng)或加熱促使溶解。

施用2,4-D必須在花傳粉以前進(jìn)行方才有效。如果大規(guī)模施用，那么可以在部分花已經(jīng)開(kāi)放時(shí)進(jìn)行噴灑，同一花簇上每隔5~6天再?lài)姙⒁淮位騼纱巍?/p>

一般常用的噴灑法，是用小噴霧器，在即將開(kāi)放或當(dāng)天開(kāi)放的花朵的正面，對(duì)準(zhǔn)柱頭噴射，等花朵及花柄均勻濕透即止，不可以過(guò)分，井盡量避免把藥液噴到幼莖或嫩葉上，以防發(fā)生藥害。另外還有一種浸花法,即把配好的藥液盛在小杯中，輕輕地把花朵放在藥液里浸一下，隨后取出，不要多浸，剩余的藥液也不可以倒在田里。這種方法不容易把藥液弄到莖葉上而使受到傷害，所以比較安全。3

培育無(wú)籽番茄的培育過(guò)程并不復(fù)雜：果實(shí)是由植物的子房發(fā)育而來(lái)的。其中，子房壁發(fā)育成果皮，子房壁內(nèi)的胚珠發(fā)育成種子，而胚珠中的珠被發(fā)育成種皮。注意，與我們平時(shí)的習(xí)慣不同，這里所說(shuō)的果皮實(shí)際上是指我們食用的果肉。因此，要想得到無(wú)籽番茄，就必須直設(shè)法直接由子房壁發(fā)育成果皮，而不形成種子。我們又知道，植物激素中的生長(zhǎng)素可以促進(jìn)果實(shí)的發(fā)育，而種子的形成需要經(jīng)過(guò)受精作用。無(wú)籽番茄的培育也就是根據(jù)這樣的原理實(shí)施的。在未傳粉之前，在雌蕊的柱頭上涂上一定濃度的生長(zhǎng)素即可得到無(wú)籽番茄。

需要注意的是，上面的“涂上”和“一定濃度”兩個(gè)字眼，因?yàn)樯L(zhǎng)素對(duì)植物的生長(zhǎng)具有兩重性，也就是說(shuō)，低濃度的生長(zhǎng)素促進(jìn)植物生長(zhǎng)，而高濃度的生長(zhǎng)素就會(huì)抑制植物的生長(zhǎng)。

由上面的培育方法可以看出，無(wú)籽番茄與無(wú)籽西瓜不同，無(wú)籽番茄的遺傳物質(zhì)并沒(méi)有發(fā)生改變，因而所培育出來(lái)的無(wú)子番茄的基因型和其母本是相同的，因此，這種無(wú)籽的性狀是不能遺傳的。若需要更多的無(wú)籽番茄，就必須年年按上述方法培育，并且每一植株上的每一朵花都需經(jīng)上述方法處理。

其培育方法為植物激素育種

（1）原理：適宜濃度的生長(zhǎng)素可以促進(jìn)果實(shí)的發(fā)育

（2）方法：在未受粉的雌蕊柱頭上涂上一定濃度的生長(zhǎng)素類(lèi)似物溶液，子房就可以發(fā)育成無(wú)子果實(shí)。

（3）優(yōu)點(diǎn)：由于生長(zhǎng)素所起的作用是促進(jìn)果實(shí)的發(fā)育，并不能導(dǎo)致植物的基因型的改變，所以該種變異類(lèi)型是不遺傳的。

（4）缺點(diǎn)：該種方法只適用于食用果皮的植物，對(duì)食用種子的植物不能應(yīng)用。

（5）舉例：無(wú)子番茄的培育

區(qū)別無(wú)子番茄與無(wú)子西瓜的培育過(guò)程不同，無(wú)子西瓜是三倍體，因其在減數(shù)分裂形成配子時(shí)無(wú)法正常聯(lián)會(huì)，而無(wú)法形成正常配子，這樣就很難形成種子，于是形成的就是無(wú)子西瓜。而無(wú)子番茄利用的生長(zhǎng)素促進(jìn)果實(shí)發(fā)育的原理。果實(shí)一般分果皮和種子兩部分，我們吃番茄時(shí)主要吃的就是它的果皮部分，果皮是由子房壁發(fā)育而來(lái)的，種子是由胚珠發(fā)育而來(lái)。種子在發(fā)育過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生生長(zhǎng)素，生長(zhǎng)素能夠促進(jìn)子房壁發(fā)育成果皮。在培育無(wú)子番茄時(shí)，我們不讓番茄授粉。這樣就無(wú)法形成種子，也就產(chǎn)生不了生長(zhǎng)素，但是由于我們?cè)诖迫镏^上涂抹了一定濃度的生長(zhǎng)素或生長(zhǎng)素類(lèi)似物，這樣雖然沒(méi)有發(fā)育著的種子產(chǎn)生的生長(zhǎng)素，子房壁照樣可以發(fā)育成果皮，于是形成的就是無(wú)子果實(shí)。單倍體是由配子不經(jīng)受精作用直接發(fā)育成的個(gè)體，因此它的體細(xì)胞中只有本物種正常體細(xì)胞中染色體的一半，與本物種配子中的染色體數(shù)目相同。而無(wú)子番茄是由子房壁發(fā)育而來(lái)，子房壁是母本的一部分，子房壁細(xì)胞就是母本的體細(xì)胞，因此它雖然沒(méi)有經(jīng)過(guò)受精作用，但也不應(yīng)該屬于單倍體。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張巖 - 副研究員 - 北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所