Согласимся - мы очень не любим семена. Конечно, это не всегда верно. В конце концов, многие продукты питания на самом деле являются семенами (фасоль, горох, рис, кукуруза, кофе, какао) или происходят из семян (мука, масло), и нам нужны семена для размножения многих растений. Однако, когда дело доходит до винограда, арбуза, банана, цитрусовых и некоторых других фруктов и овощей, семена могут доставлять неудобства. Семена многих фруктов смешаны с той частью, которую мы едим, а не ограничиваются несъедобной частью, как яблоки, или маленькими, как черника и клубника. Хруст большого семени не доставляет удовольствия, и, если это не соревнование, часто бывает социально неловко выплевывать их. Поэтому мы не упускаем шанс избавиться от семян или, по крайней мере, сократить их количество до приемлемого количества.
Бессемянные растения не являются обычным явлением, но они действительно существуют в природе или могут использоваться селекционерами растений без использования методов генной инженерии. В настоящее время бессемянные растения не являются генетически модифицированными организмами (ГМО). Как и во многих системах растений, несколько этапов должны правильно работать на «пути» производства конечного продукта (в данном случае семян). Компромисс на любом этапе ведет к неудаче. Бессемянность растения бесполезна, так как оно не дает потомства, поэтому большинство бессемянных растений размножают прививкой или черенкованием (за исключением огурца и арбуза). Однако это наследственный признак, передаваемый через пыльцу и сохраняющийся в генофонде до тех пор, пока снова не появится правильная родительская комбинация для получения растения с бессемянными плодами. Поскольку это происходит естественным образом, а люди - наблюдательные, любопытные и находчивые существа, как только мы находим то, что нам нравится, мы в полной мере пользуемся этим. Итак, почему у некоторых плодов нет косточек?
Фрукты первого отжима
Все плоды без косточек подпадают под общую категорию, называемую партенокарпией. Партенокарпия - это греческое слово, означающее «девственный плод». Это ситуация, когда плод развивается без оплодотворения семяпочки (часть цветка, которая при оплодотворении превращается в семя). У этих растений опыление может быть необходимым, а может и не быть необходимым для запуска выработки гормонов, стимулирующих набухание стенки яичника и образование плодов. Однако оплодотворения и развития семян не происходит, и нет «следов семян» или остатков семян. В некоторых случаях развитие плодов можно стимулировать в отсутствие пыльцы с помощью внешних гормонов. Эта бессемянность присутствует в некоторых сортах огурцов, хурмы, винограда, цитрусовых, ананасов и других. Этот тип бессемянности часто дает более мелкие плоды, чем их собратья с семенами.
Некоторые растения, способные производить семена, могут иметь стерильную пыльцу или другие причины, которые делают их неспособными к образованию семян, и для производства семян им требуется опыление другим, генетически отличным от этого вида представителем. Когда они высажены в больших садах, они окружены генетически идентичными копиями самих себя, из-за чего они дают партенокарпические плоды. Так действуют многие цитрусовые.
След семян
Стеноспермокарпия - это разновидность партенокарпии, при которой происходит оплодотворение, и семена начинают развиваться, но в конечном итоге прерываются, оставляя заметный «след семян». Следы семян различаются по размеру в зависимости от того, как далеко продвинулось развитие семян до прерывания беременности, и, как правило, достаточно мягкие, чтобы не иметь хруста полностью развитых семян. Это происходит с большинством сортов винограда без косточек, арбузов и других фруктов. Селекционеры винограда без косточек извлекают выгоду из этого процесса частичного развития, удаляя развивающиеся семена до аборта и выращивая их в растения с использованием методов культивирования тканей. Таким образом, оба родителя обладают признаком бессемянности, производя большее количество потомков без косточек.
Нарушение процесса развития семян происходит по ряду причин. Арбуз и банан без косточек, потому что у них есть три набора хромосом, что дает им нечетное число, с которым можно работать, когда они производят пыльцу и яйцеклетки. Большинство организмов имеет четное количество хромосом, поэтому полученные в результате яйцеклетки и пыльцевые клетки получают четное количество хромосом, содержащих генетический материал, например ДНК, для образования потомства. Когда триплоиды образуют яйца и пыльцу, в результате получается нечетное число, в результате чего яйцо и пыльца не получают одинаковый набор хромосом, поэтому им не хватает информации, необходимой для их жизнеспособности. Пыльца триплоидов часто выглядит сморщенной и плохо сформированной.
Пересечение
Триплоидные организмы встречаются в природе или могут развиться путем скрещивания диплоида (два набора хромосом) с тетраплоидом (четыре набора хромосом) для получения триплоида. В случае арбуза для развития плодов необходимо опыление, и, поскольку триплоидная пыльца не прорастает, диплоидные разновидности пересаживаются, чтобы получить жизнеспособную пыльцу, чтобы получить плоды без полного развития семян. Следы белых семян хорошо видны на арбузе.
Стеноспермокарпическая бессемянность у всех изученных до настоящего времени сортов винограда связана с естественной вредной «точечной мутацией» в том участке хромосомы винограда, который отвечает за развитие семян. Многие используют слово «мутация» или «мутант» в отрицательном контексте, но большинство изменений, которые мы считаем желательными, произошли естественным путем.
Были предприняты усилия по выращиванию вишни без косточек. Однако есть разница между «ямой» и семенем. Косточка - это твердая каменистая ткань, окружающая семя оливок, вишни, персиков, слив и абрикосов, и не является частью семени. Исследователи смогли вывести вишню без косточек, но не без косточки.
Бессемянность может изменить, а может и не изменить характер плода. Семена плода могут помочь привлечь энергию и питательные вещества в плод, изменяя его характеристики, такие как уровень питательных веществ и сахара, размер плода, количество плодов, время созревания и другие. Селекционеры и садоводы проделали хорошую работу, используя стандартные методы разведения и производства, чтобы преодолеть эти ограничения.
Для получения дополнительной информации:
Университет штата Мичиган
www.canr.msu.edu