原創(chuàng) 虎小晨 果殼

實驗室里，師姐坐在超凈臺前，對著解剖鏡看著些什么。解剖鏡下面放著一些米粒大小的葡萄籽，師姐左手拿著解剖刀，右手拿著鑷子操作著。

師姐，你在干什么呢？

我在給葡萄做剖腹產(chǎn)呢！把葡萄籽里的葡萄寶寶取出來養(yǎng)在試管里，很像試管嬰兒，專業(yè)上叫——胚挽救。

胚挽救丨fineartamerica

“假孕”和“小產(chǎn)”的葡萄媽媽

為什么要給葡萄做剖腹產(chǎn)？難道葡萄媽媽不會自己生孩子嗎？是的，因為她們是無核葡萄品種。

無核葡萄分為兩種：一種是單性結(jié)實，另一種是假單性結(jié)實。

單性結(jié)實：“假孕”的葡萄媽媽

怎么來理解呢？如果記憶力不錯，你應(yīng)該還記得小學(xué)自然課上講過，植物的果實是由子房和胚珠發(fā)育來的——子房就相當(dāng)于人類的子宮，胚珠相當(dāng)于卵子。

所謂單性結(jié)實，就是使胚珠不經(jīng)受精作用而結(jié)果的現(xiàn)象，這樣的果實寶寶只有媽媽、沒有爸爸，里面也就沒有可以傳宗接代的種子，像我們平時吃的雞蛋一樣，只能吃，孵不出小雞。

在實際操作中，果農(nóng)會在在植物開花后，給花朵施用植物生長調(diào)節(jié)劑（這些物質(zhì)對人體沒法起作用，不用擔(dān)心有危害）。在激素的作用下，花朵就以為自己懷孕了，出現(xiàn)了懷孕之后的生理變化，子房發(fā)育，長成了無籽果實。

所有生物都希望自己的后代越多越好，才能繁衍種群。這些搞單性結(jié)實的植物是怎么想的？其實單性結(jié)實現(xiàn)象在自然界普遍存在。植物為了保護(hù)它的種子不被蟲子吃掉，就會專門產(chǎn)生一些單性結(jié)實的“假果子”給蟲子吃，棄車保帥，來保護(hù)自己真正的后代。

寫到這里想另外提一個有趣的現(xiàn)象。因為種子的形成和果肉的形成是兩個完全不同的過程。種子就是植物的寶寶，而果肉是在種子的幫助下形成的：種子會分泌生長素刺激子房形成果肉。所以在種草莓的時候，如果把草莓上的小種子挑下來，草莓就不會膨大。大家可以試一試哦！

假單性結(jié)實：“小產(chǎn)”的葡萄媽媽

假單性結(jié)實，為什么叫“假”呢？原來，受精卵在發(fā)育的過程中，由于基因和激素的調(diào)控失敗了，沒有保住果實寶寶，俗稱 “小產(chǎn)”了。

無核葡萄品種通常就用這種假單性結(jié)實的葡萄。因為它不是完全沒有種子，而是有種子、但是種子在很短的一算時間衰敗了，果實中只會留下很小很小的籽，四舍五入就是無籽了。

就在這樣一段短短的時間里，種子會分泌一種能讓果實膨大的激素——生長素。因此，假單性結(jié)實的果實比單性結(jié)實葡萄的果實大，畢竟好歹經(jīng)歷過種子的刺激嘛。

后天無核的葡萄

通過進(jìn)一步的研究，人們還發(fā)現(xiàn)，葡萄無核既是由遺傳基因決定的，也會受到后天環(huán)境的影響。有的葡萄本身是普通的有核葡萄，但經(jīng)過人工處理，就可以變成無核葡萄，比如用赤霉素處理有核葡萄，就可以讓它“小產(chǎn)”，變成無核葡萄。在實踐上，育種家化身為甄嬛傳的皇后，用各種方法讓葡萄“流產(chǎn)”。

為了讓果農(nóng)更方便地種植無核葡萄，育種家產(chǎn)生了一個大膽的想法：讓無核葡萄（也就是沒種子的葡萄）繁殖下一代。

上剖腹產(chǎn)，搶救葡萄寶寶

計劃是這樣的：假單性結(jié)實的葡萄（也就是“小產(chǎn)”葡萄）確實會受精，可以懷上寶寶，但是它保不住，養(yǎng)不活。所以這個重任就交給育種家了。我們在葡萄流產(chǎn)前，把孩子取出來，放在培養(yǎng)基里人工培養(yǎng)。

1，在無核葡萄媽媽的果粒發(fā)育未成熟的時候剖開取出葡萄籽，也就是葡萄的胚珠；

2，把葡萄籽在培養(yǎng)液里養(yǎng)60天；

3，在解剖鏡下剖開胚珠，取出里面的胚，接種在固體培養(yǎng)皿上；

4，等葡萄寶寶萌發(fā)形成幼苗，經(jīng)過栽種后，就會變成新一株的無籽葡萄。

葡萄的“試管嬰兒”寶寶的成長歷程：b是葡萄籽，c是從葡萄籽里面取出的小胚胎，小胚胎漸漸長大，先是被種在試管里面，然后再被種在土里丨參考文獻(xiàn)[4]放大看看，黑色培養(yǎng)皿里的就是被搶救下來的葡萄寶寶丨截圖自youtube@AndNowUKnow

挽救葡萄寶寶的技術(shù)，讓優(yōu)秀的葡萄爸爸和葡萄媽媽可以結(jié)合、交換基因，得到更優(yōu)良的后代，大大加快了無核葡萄的育種進(jìn)程。西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院的王躍進(jìn)教授首次選用中國野生葡萄做父本，與歐洲無核葡萄進(jìn)行雜交，通過胚挽救技術(shù)獲得無核抗病后代。這樣的中西合璧聯(lián)姻生出的“混血寶寶”既有“中國爸爸”強(qiáng)健的體魄，可以抗多種病害，又有“外國媽媽”的高產(chǎn)量和高品質(zhì)果肉。

葡萄人工授粉雜交丨圖片出自文獻(xiàn)[5]

雖然胚挽救技術(shù)為葡萄育種家提供了諸多便利，但是目前仍然有許多問題需要解決。比如說，應(yīng)該什么時候給無核葡萄媽媽做剖腹產(chǎn)手術(shù)？手術(shù)時間太早了，胚胎發(fā)育不完全，很難養(yǎng)活；手術(shù)時間太晚了，孩子保不住了。理論上，接種時間應(yīng)該是胚胎發(fā)育程度最高還沒有敗育的時候。確定一個確切的接種時間，是胚挽救的關(guān)鍵一步。

參考文獻(xiàn)

[1]趙炅,駱強(qiáng)偉,王躍進(jìn).無核抗病葡萄胚挽救育種與應(yīng)用[J].北方園藝,2019(03):44-54.

[2]趙艷卓,陳展,牛早柱,魏建國,牛帥科,楊麗麗.胚挽救技術(shù)在我國無核葡萄育種中的應(yīng)用及展望[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué),2019,23(01):78-84.

[3]張文穎,王晨,湯崴,崔夢杰,朱旭東,李曉鵬,房經(jīng)貴.果樹果實胚敗育研究進(jìn)展[J].分子植物育種,2018,16(12):4043-4054.

[4] Li, S., Liu, K., Yu, S. et al. The process of embryo abortion of stenospermocarpic grape and it develops into plantlet in vitro using embryo rescue. Plant Cell Tiss Organ Cult (2020). https://doi.org/10.1007/s11240-020-01926-y

[5] Li, S., Li, Z., Zhao, Y. et al. New disease-resistant, seedless grapes are developed using embryo rescue and molecular markers. 3 Biotech 10, 4 (2020). https://doi.org/10.1007/s13205-019-1993-0

作者：虎小晨

原標(biāo)題：《無籽葡萄沒有種子怎么繁殖？靠剖腹產(chǎn)啊！》

閱讀原文