Các loại trái cây không hạt được trồng bằng cách kích thích đầu nhụy của hoa cùng với sự hỗ trợ của các nội tiết tố thực vật [phytohormone] làm kích hoạt bầu nhụy hoa diễn tiến.
Trái cây không hạt vốn đã xuất hiện từ lâu, chúng tồn tại ngoài tự nhiên và cũng có thể do thế giới tạo ra. Quá trình hình thành những quả không hạt được gọi là parthenocarpy và hiện nay phương pháp này đang được ứng dụng rộng rãi.
Parthenocarpy là gì?
Thuật ngữ parthenocarpy được giới thiệu vào năm 1902 nhằm mô tả các loại trái cây được tạo ra mà không cần thụ phấn hoặc yếu tố kích thích khác. Lấy chuối làm ví dụ, đó là một loại trái cây không hạt. Chuối được trồng theo phương pháp parthenocarpy sẽ vô sinh, phần bầu nhụy của nó không tạo ra hạt và do đó phần quả thành hình cũng sẽ không có hạt.
Chuối được xếp vào nhóm trái cây không hạt.
Thật ra, trái cây chính là phần bầu nhụy đã ngấu của hoa. Một bông hoa có chứa bầu nhụy với một hoặc nhiều noãn bên trong đó. Những noãn này chứa thành viên trứng. Thụ tinh ở thực vật khác với thụ tinh của thế giới. Ở thực vật có hai thành viên tinh tử, trái ngược với chỉ một thành viên tinh trùng đơn lẻ ở thế giới đi vào buồng trứng. Ở thực vật, một tinh tử sẽ xâm nhập vào trứng và hình thành hợp tử, trong lúc tinh tử còn lại sẽ xâm nhập vào thành viên trọng tâm nhằm hình thành nội nhũ, là mô dinh dưỡng mà phôi thai áp dụng. Theo thời gian, noãn diễn tiến thành hạt và bầu nhụy bắt đầu chín, trở nên to và đầy thịt để cuối cùng hình thành quả. Đó là cách tự nhiên và phổ biến nhất trong tự nhiên.
Còn theo phương pháp parthenocarpy, quả sẽ được diễn tiến mà không cần thụ tinh của trứng và tinh tử. Parthenocarpy có thể bằng tự nhiên hoặc hoá học nhằm diễn tiến các loại trái cây không hạt trên quy mô thương mại.
Trái cây và rau củ không hạt được trồng như thế nào?
Hormone là một phần quan trọng trong sự sinh trưởng và diễn tiến của thực vật. Sự diễn tiến của hạt và quả là những quá trình liên quan chặt chẽ được kiểm soát bởi nồng độ hormone. Sản xuất trái cây không hạt có thể bắt đầu từ sự diễn tiến của cây, tạo ra quả độc lập với quá trình thụ phấn và thụ tinh. Tại thời điểm này, sự diễn tiến của trái cây nằm ở dưới sự kiểm soát của phytohormone, hormone thực vật tồn tại với tổng số nhỏ trong cây giúp cai quản sự nảy mầm, trao đổi chất và tăng trưởng.
Auxin và gibberellin là những hormone thực vật quan trọng, đóng một vai trò lớn đối với sự diễn tiến của cây. Chúng là các phytohormone tự nhiên, nhưng cũng có thể thêm vào vào từ bên ngoài. Hai hormone này có được rộng rãi để diễn tiến các loại trái cây không hạt trên quy mô thương mại.
Cà chua, còn biết được đến với tên khoa học là Solanum lycopersicum L., là một trong số các loại trái cây được nghiên cứu rộng rãi nhất để sản xuất trái cây không hạt. Về mặt thực vật học, cà chua chính xchim ác là một loại trái cây chứ bất công thuộc nhóm rau vì nó được hình thành từ một bông hoa.
Cà chua có được rộng rãi để nghiên cứu cách tạo kết trái cây không hạt hoá học. Vào năm 1936, Gustafson là người đầu tiên áp dụng một chất tương tự như auxin lên đầu nhụy của cà chua, khiến cho bầu nhụy của nó diễn tiến thành quả không hạt. Các đầu nhụy là bộ phận sinh đẻ cái của hoa, là nơi tiếp nhận phấn hoa từ ong và nhiều nguồn khác. Gustafson cũng khám phá ra rằng việc áp dụng phấn hoa ở bên ngoài bầu nhụy cũng đuổi ra kết quả tương tự, dẫn đến tưởng rằng phấn hoa có chứa các hormone tương tự như auxin.
Cà chua chính xchim ác là một loại trái cây chứ bất công thuộc nhóm rau.
Nói một cách đơn giản, tiêu chuẩn các hormone có trên phấn hoa sẽ di chuyển đến bầu nhụy, từ đó diễn tiến thành một quả có hạt. Tuy nhiên, nếu như bạn chỉ áp dụng hormone vào bên ngoài đầu nhụy của hoa, bầu nhụy vẫn sẽ kích thích do nguồn hormone. Bầu nhụy không sự phân biệt giữa kích thích bằng phấn hoa tự nhiên và kích thích bởi hormone bên ngoài. Quả thu được được hình thành mà không có thụ phấn tự nhiên và do đó vẫn là một loại quả bình thường nhưng không hạt.
Trong một thí nghiệm, trái cây không hạt được tạo ra theo hình thái di truyền bằng cách áp dụng genee tổng hợp auxin iaaM của vi khuẩn Pseudomonas syringae pv. Savastanoi. genee này nằm ở dưới sự kiểm soát của vùng gene khởi động được chuyên môn hoá của noãn hoặc thành viên gốc từ noãn của gene DefH9 loài hoa mõm sói [Antirrhinum majus]. Vùng gene khởi động [promoter] là nơi các DNA bắt đầu quá trình phiên mã của genee. Về cơ bản nó thúc đẩy sự khởi đầu quá trình biểu hiện gene. Dựa trên các nghiên cứu về các mô tập hợp đến từ cây, người ta nhận thấy rằng có sự tổng hợp đáng kể auxin trong trẻo quá trình diễn tiến của quả. genee này đã hỗ trợ hiệu quả trong trong sự sản xuất hình thái không hạt của cà chua, cây dưa chuột, cà dái dê và quả mâm xôi.
Trái cây không hạt được sản xuất bằng cách điều chỉnh genee tổng hợp dấu hiệu GA.
Gibberellin [GA] là một loại hormone thực vật khác được cho là gây tổn hại sự sinh trưởng của cây và diễn tiến của quả. Người ta thấy rằng cà chua được kích thích sinh đẻ bởi gibberellin sẽ bé hơn cà chua có hạt, như vậy chỉ riêng gibberellin là không dành cho sự diễn tiến toàn diện của quả. Auxin và gibberellin được cho là có tác dụng hỗ trợ lên sự diễn tiến của trái cây và rau, chẳng hạn như với cà chua và đậu Hà Lan. Người ta thấy rằng việc thêm vào gibberellin có thể nâng cao nồng độ auxin trong bầu nhụy của hoa không thụ phấn.
Trái cây không hạt được sản xuất bằng cách điều chỉnh genee tổng hợp dấu hiệu GA. Một tập hợp các protein hữu danh SIDELLA là điều hòa âm tính của con đường GA. Sự cạn kiệt các protein này cho phép thực vật vượt qua kiềm chế tăng trưởng thường được áp dụng với bầu nhụy trong biện pháp nở hoa.
Nở hoa là biện pháp hoa có thể có ích để thụ tinh. Trong biện pháp nở hoa, bầu nhụy của hoa chưa đủ lông và thiếu noãn, vì vậy chúng bị kìm hãm khả năng diễn tiến của mình. Sự thụ phấn dẫn đến sự diễn tiến của bầu nhụy và túi phôi thai. Nếu một nguồn hormone bên ngoài được thêm bên trong biện pháp này, hoa sẽ được thụ phấn do kích thích, bầu nhụy bắt đầu trưởng thành và hình thành quả không hạt. Sự cạn kiệt protein SIDELLA cho phép quá trình tổng hợp GA diễn ra, ngay cả khi không có sự thụ phấn, khiến cho bầu nhụy diễn tiến thành một quả không hạt.
Dưa hấu không hạt được sản xuất thông qua tiến trình này với sự trợ giúp của cây tam bội.
Điều chỉnh gene bất công là cách duy nhất để tạo kết trái cây không hạt. Một sự thay đổi trong tổng số bộ thể sắc của cây trồng cũng có thể đạt được chủ đích tương tự. Phương pháp này dựa trên tổng số bộ thể sắc tương đồng có trong bộ gene của một thành viên hoặc một cơ thể sống. Dưa hấu không hạt được sản xuất thông qua tiến trình này với sự trợ giúp của cây tam bội. Một thể sắc dư ra không thể ghép cặp đều nhau, điều này hạn chế các biện pháp phân chia thành viên và phân tách thể sắc thích cấu thành các thành viên con. Kết quả là đột biến và dưa hấu không hạt.
Kết luận
Có nhiều lí do tại các loại trái cây không hạt lại quan trọng như vậy. Nguyên nhân là do chúng có thể nâng cao phẩm chất và hương vị của sản phẩm hoá học, đặc biệt khi hạt của trái cây đó cứng hoặc có mùi vị khá tệ; đồng thời thay đổi kết cấu hoặc ngăn ngừa các đốm trên vỏ. Thời hạn áp dụng cũng dài thêm do không có hạt, điều này nâng cao tính thương mại của chúng.
Trái cây không hạt có thể đạt giá trị lớn trên thị trường, nhưng không dễ để sản xuất do những yếu tố tác động khác nhau. Khi sản xuất sản phẩm hoá học cần chú ý không để xảy ra sự thay đổi trong bản chất sinh dưỡng hoặc sinh đẻ của cây. Một điểm đáng qubảo đảm khchim ác là lượng hormone được thêm vào. Thông thường, hormone được duy trì ở nồng độ rất nhỏ, do đó bất kỳ sự gia tăng nào cũng có thể dẫn đến những bất thường về hình thái của trái cây.
Con người vẫn đang tiếp tục mày mò, nghiên cứu về cách hormone thực vật tác động đến sự diễn tiến của trái cây. Với những hiểu biết sâu rộng, chúng ta sẽ có thể tạo ra những loại trái cây không hạt có khả năng thương mại cao hơn.
Cập nhật: 13/05/2020
Quả không hạt là quả được phát triển mà không có hạt trưởng thành. Vì việc tiêu thụ trái cây không hạt thường dễ dàng và thuận tiện hơn, chúng được coi là có giá trị thương mại.
Hầu hết các loại trái cây không hạt được sản xuất thương mại đã được phát triển từ các loại cây mà trái cây thường chứa nhiều hạt cứng có kích thước tương đối lớn phân bố khắp thịt quả.[1][2][3][4]
Các loại trái cây không hạt phổ biến bao gồm dưa hấu, cà chua, nho [như Termarina rossa [5]] và chuối. Ngoài ra, có rất nhiều trái cây họ cam quýt không hạt, như cam, chanh tây và chanh.
Thuật ngữ "trái cây không hạt" có phần mâu thuẫn về mặt sinh học, vì trái cây thường được định nghĩa thực vật là bầu nhụy trưởng thành có chứa hạt giống.
Quả không hạt có thể phát triển theo một trong hai cách: hoặc quả phát triển mà không cần thụ tinh [parthenocarpy], hoặc thụ phấn kích hoạt sự phát triển của quả, nhưng noãn hoặc phôi phá thai mà không tạo ra hạt trưởng thành [stenospermocarpy]. Quả chuối không hạt và dưa hấu được sản xuất trên cây tam bội, có ba bộ nhiễm sắc thể khiến cho giảm phân rất khó sản xuất thành công bào tử và giao tử. Điều này là do một trong ba bản sao của mỗi nhiễm sắc thể không thể ghép với một nhiễm sắc thể thích hợp khác trước khi phân tách thành các tế bào con, do đó, các bản sao thứ ba thêm này cuối cùng được phân phối ngẫu nhiên giữa hai tế bào con từ giảm phân 1, dẫn đến [thường] nhanh chóng điều kiện lệch bội. Những cây như vậy có thể phát sinh do đột biến tự phát hoặc bằng cách lai giữa các cá thể lưỡng bội và tứ bội của cùng một loài hoặc khác nhau. Một số loài, chẳng hạn như cà chua, dứa và dưa chuột, tạo ra trái cây trong đó không có hạt giống nếu không được thụ phấn nhưng sẽ tạo ra hạt giống nếu xảy ra thụ phấn.
Thiếu hạt giống, và do đó khả năng nhân giống qua quả, cây nói chung được nhân giống thực vật từ cành giâm, bằng cách ghép hoặc trong trường hợp chuối, từ "bắp" [chồi mầm]. Trong những trường hợp như vậy, các cây kết quả là bản sao di truyền giống hệt nhau. Ngược lại, dưa hấu không hạt được trồng từ hạt. Những hạt giống này được sản xuất bằng cách lai giữa các dòng dưa hấu lưỡng bội và tứ bội, với các hạt tạo ra cây tam bội vô sinh. Sự phát triển của quả được kích hoạt bởi sự thụ phấn, vì vậy những cây này phải được trồng cùng với một chủng lưỡng bội để cung cấp phấn hoa. Cây tam bội với quả không hạt cũng có thể được tạo ra bằng cách nuôi cấy nội nhũ để tái sinh cây tam bội từ mô nội nhũ thông qua quá trình tạo phôi soma. Là đột biến số lượng nhiễm sắc thể đa bội
Một nhược điểm của hầu hết các loại cây trồng không hạt là giảm đáng kể số lượng đa dạng di truyền trong loài. Là dòng vô tính giống hệt nhau về mặt di truyền, một loại dịch hại hoặc bệnh ảnh hưởng đến một cá thể có khả năng ảnh hưởng đến từng dòng vô tính của nó. Ví dụ, phần lớn chuối được sản xuất thương mại được nhân bản từ một nguồn duy nhất, giống cây chuối Cavendish và những cây này hiện đang bị đe dọa trên toàn thế giới bởi một loại bệnh nấm mới phát hiện mà chúng rất dễ mắc phải căn bệnh đấy.[6]
Có một số cách để biến đổi giống dưa hấu. Một cách được mô tả ở đây chỉ đơn giản là, số lượng nhiễm sắc thể [cơ thể giống như sợi trong các tế bào có chứa các đơn vị di truyền được gọi là gen] trong một cây dưa hấu bình thường được nhân đôi bằng cách sử dụng colchicine hóa học. Nhân đôi một quả dưa hấu [lưỡng bội] bình thường dẫn đến một cây tứ bội [một cây có bốn bộ nhiễm sắc thể]. Khi cây tứ bội được nhân giống trở lại, hoặc thụ phấn, bởi một cây lưỡng bội hoặc cây bình thường, hạt giống tạo ra một cây tam bội về cơ bản là một "cây lai" của vương quốc thực vật và nó tạo ra dưa hấu không hạt. Hạt giống không hạt có sẵn từ hầu hết các công ty hạt giống lớn. " [7]
- ^ Frost, H. B., Soost, R. K. [1968] "Seed reproduction: development of gametes and embryos". In: Reuther, W. Webber, H. J., Batchelor, L. D. [eds] The Citrus Industry, vol. II: 290-324 University of California Press, Berkeley, California.
- ^ Gmitter, F. G., Jr., Ling, X. [1991] Embryogenesis in vitro and nonchimeric tetraploid plant recovery from undeveloped Citrus ovules treated with colchicine. J. Amer. Soc. Hort. Sci 116: 317-321
- ^ Soost, R. K., Cameron, J. W. [1985] "'Melogold' a triploid Pummelo-grapefruit hybrid. HortScience 20:1134-1135
- ^ More than meets the eye: A multi-year expressivity analyses of tomato sterility in ps and ps-2 lines
- ^ J. Robinson, J. Harding and J. Vouillamoz Wine Grapes - A complete guide to 1,368 vine varieties, including their origins and flavours pg 1047 Allen Lane 2012 ISBN 978-1-846-14446-2
- ^ KOEPPEL, DAN [27 tháng 12 năm 2007]. Banana, THE FATE OF THE FRUIT THAT CHANGED THE WORLD. Plume. ISBN 9781101213919.
- ^ “Bản sao đã lưu trữ”. Bản gốc lưu trữ ngày 10 tháng 2 năm 2021. Truy cập ngày 26 tháng 8 năm 2019.
Lấy từ “//vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Quả_không_hạt&oldid=67896093”