为什么大草莓多畸形?吃了有害吗?

草莓这种水果很容易在温室里栽培,一年四季都有上市,香甜多汁,很受人们欢迎——但是人们也很快发现,越是大个的草莓,越难长成那种标志的鸡心形,倒是很容易长畸形,有些大草莓甚至畸形得让人担心添加了膨大剂。

然而这种担心多余了:畸形的大草莓是多倍体育种的结果。

我们知道,大多数的动物都是二倍体,即有两套同源染色体,或者说,每个等位基因都有两份。但是在植物身上,多倍体就非常多见,就以常见的农作物来说:香蕉是三倍体,花生,各种芸薹,比如、甘蓝、菜花、西蓝花,都是四倍体,小麦是六倍体,甘蔗是八倍体。

草莓也是这样,这个属的野生物种从2倍体到10倍体都有,而栽培草莓是8倍体,有56条染色体。出现这种局面,要从细胞分裂说起:我们知道细胞的染色体会在细胞分裂前复制,在分裂时由纺锤丝拆开,分配到两个子细胞内。

但这个过程远比想象的精细:纺锤丝是微管蛋白拧成的细胞骨架,它以高速解体和装配调整长度,同时有大量的驱动蛋白和动力蛋白在微管上拖着染色体前进,这整套过程非常精细,要消耗大量能量,很容易被温度骤变或机械损伤等因素打断,而植物生性被动,对大自然的风刀霜剑不闪不避——结果就是细胞分裂失败,复制后的染色体全留在一个细胞内,使染色体数量加倍。

而这种机制又给种间杂交打开了方便之门:植物的生殖隔离不像动物那样严格,一个物种的花粉飘上另一个近缘物种的柱头,常常能产生健康生长的杂交后代,二倍体的杂交后代本来会因为没有同源染色体而败育,但它只要发生一次染色体加倍就凭空制造了一份同源染色体,得以顺利繁殖;而多倍体的杂交后代本来就有多套同源染色体,往往都正常繁殖,再加上植物往往能营养繁殖——结果一个多倍体的新物种就此诞生了。

既然是多倍体,等位基因就不止两个,而是多个,那么由基因转录翻译来的蛋白质也会多上几倍,营养积累也会快上许多——那些巨型草莓往往就是染色体倍数更多的栽培品种。

草莓是聚合瘦果,食用部分不是果实,而是花托,是一段变态茎。多倍体草莓如果细胞分裂太快,这段茎就有可能分枝,所以这种畸形大草莓总像是多个草莓的合体,有时甚至像葱一样长出空心,这都非常正常——类似的情况在鸡冠花上也非常典型:它们本来像高粱一样,长着圆锥状形的穗状花序,但多倍体的栽培品种就能长出巨大的捏百褶的头状花序,像鸡冠,甚至像绣球。

当然,培育更大的果实也不是只有多倍体育种一个手段,广泛的杂交也能将不同的性状富集在一个品种身上。同时,各种水果种植也的确可能使用植物激素,尤其是人工合成的氯吡脲(Forchlorfenuron)——一种植物细胞分裂素,能够促进植物细胞的分裂和生长,应用很广。

但这类植物激素并不像很多人担心的那样对人体有害——它的半数致死量大约是4918mg/kg,而食盐的半数致死量大约是3000mg/kg,也就是说,宁可担心吃盐齁死,都不用担心被氯吡脲毒死。

至于某些人担心植物细胞分裂素会让自己长出肿瘤,那我们要提醒他激素具有极高的专一性,植物激素对人体绝无同等作用。


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