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哪個品種的青花菜被大規模生產?

2021-02-22科學

不知道你愛不愛吃青花菜?青花菜營養豐富,價格不高,因此也被稱為「窮人的醫生」。因為青花菜愛好者很多,中國也成了目前全球青花菜種植面積最大的國家。

可是你知道嗎,包括中國在內,全世界人民吃的青花菜中的一大部份是從一家日本公司買的種源。這到底是怎麽回事呢?

這一切要從一家叫做 阪田的種子公司 說起。

阪田美國分公司的西海岸銷售經理 Matt Linder 表示, 阪田青花菜種子的全球市場占有率在65%-70%之間 。而2021年8月公布的【中國農村發展報告(2021)】顯示, 中國青花菜進口依存度超過80% 。阪田可以說壟斷了全球的青花菜種源市場。

青花菜( Brassica oleracea var. italica )(圖片來源:wikimedia)

也因為霸占了7成的青花菜種子市場,它家的青花菜種子的價格可以說高到「離譜」。

中國農業科學院蔬菜花卉研究所的副研究員李占省指出,一般情況下青花菜種子的價格是10萬粒(約450~465克)5500元左右,也就是說一斤不到要5500元。

某款阪田青花菜種子(圖片來源:http:// sakataseed.cn )

看到這裏相信你會有一個疑問:種子發芽結果了難道不可以把二代種子繼續拿來種嗎?阪田是怎麽做到讓買家無法用自家的種子培育出新的青花菜種子的呢?

實際上,他們利用的是 植物雄性不育技術(CMS)

植物雄性不育也叫做 雄不稔 ,意思是能產生花粉(精子)的雄花是廢物,只會浪費糧食但沒有用,沒有辦法使雌蕊受精。

所以你明白了吧,即使用阪田的青花菜種子種出了青花菜,也沒有可用的「男娃花」來產生二代青花菜。而如果用隨便什麽青花菜的花粉來授粉,長出來的就不知道是什麽鬼了。

因此, 這種青花菜種子相當於是免洗的 ,而能穩定產生同品質種子的青花菜「原始碼」(即種系)掌握在阪田手上,這樣農戶就不得不一直購買它家的種子了。

(圖片來源:pexels)

當然了,利用植物雄性不育技術避免自家種源被拷貝並不是阪田的獨創。

實際上,植物雄性不育技術的歷史可以追溯到200年前,是在18世紀被德國植物學家 Joseph Gottlieb Kölreuter 發現的,他的研究後來成了植物雄性不育技術的基礎。

大腦射出智慧的光的人類發現, 利用植物雄性不育既可以防止雄性產生可育的花粉,起到種源保護的效果,還可以培育出植物中的「X戰警」

是的, 植物雄性不育的另一大用處就是穩定發揮大家耳熟能詳的雜種優勢

對於動物來說,雜交相對容易,可是雜交在植物界卻是個難題。這是因為植物和動物不一樣,許多植物雌雄同株,類似於「雌雄同體」,因此「本人」的花粉很容易給「本人」受精,這就叫做自交。

如果花粉具有活性,那麽防止自交就會很難。反之,如果花粉如同「清宮太監」,那麽自交就不可能實作,所以雄性不育就成了確保雜交的利器。

實際上除了青花菜, 我們平時吃的白菜、西瓜、甜瓜、甜玉米、番茄、辣椒大都是透過植物雄性不育技術培育出來的

而常用於十字花科蕓薹屬作物(如包心菜、花菜、青花菜、蘿蔔、芥菜、油菜)的雜種制作魔法叫做 Ogura型植物雄性不育技術 (Ogura-CMS)。

沒想到吧,青花菜(右2)、花菜(右1)、包心菜(左1)屬於同一個物種的變種,都是由野芥菜( Brassica oleracea )人工選育而來。(圖片來源:http:// vox.com )

看到這個 Ogura,一些有日語基礎的同學可能會疑惑,這技術裏帶了一個日語羅馬字,是不是和日本有什麽關系呢?

沒錯, Ogura型植物雄性不育技術確實源自日本 ,是小倉弘司(Hiroshi Ogura)在1968年發現的。當時他覺察到,日本的某種野生蘿蔔具有雄性不育的現象。

植物雄性不育日本蘿蔔(左)和可育日本蘿蔔(右)花朵的對比,比例尺為1厘米。(圖片來源:doi:10.1270/jsbbs.64.38)

由於十字花科植物雄性不育是透過「媽媽」粒線體中的基因遺傳的,只影響「兒子」不影響「女兒」,因此屬於十字花科的日本蘿蔔攜帶的雄性不育粒線體就可以讓其他植物失去雄性生殖能力。就這樣, 日本蘿蔔的細胞質就被用來和青花菜、花菜等十字花科的作物跨物種雜交,產生「太監」作物。

(圖片來源:wikimedia)

這種跨物種「愛情結晶」的誕生過程十分燒錢費時費力。

一開始,植物雄性不育依靠 有性雜交 (sexual hybridization),也就是用不同物種的花粉給另一個物種的雌蕊授粉,然後得到第一代雜種種子。透過有性雜交得到的 Ogura 型植物雄性不育作物具有日本蘿蔔的細胞質和「本菜」的細胞核 。然而,十字花科的植物的花朵普遍迷你,給它授粉的過程真的太費勁了。

見過開花的青花菜嗎?(圖片來源:http:// publicdomainpictures.net )

其次, 雜種雖然有優勢,但是會「遭天譴」 ——跨物種小苗很難在自然環境中存活。因此雜交得來的種子常常還需要使用 救胚 (embryo rescue)的方法搶救,也就是把小苗放在類似於早產兒保育箱的人工環境裏度過最艱難的「童年」。

小麥和中級小麥草( Thinopyrum intermedium )雜種的救胚過程:將胚從種子上摘除然後放在培養基中培養。(圖片來源:wikimedia)

不過呢,近年來出現了更厲害的雄性不育手段,那就是用 植物體細胞雜交 (somatic hybridization)來獲得雄性不育的植株。

利用體細胞雜交技術使牽牛( Petunia sp. )的葉子細胞(綠色)和新幾內亞彭梭娜( Impatiens neuguinea )的花瓣細胞(粉色)融合。(圖片來源:wikimedia)

體細胞雜交就是跳過授粉的步驟,透過手動的方式直接將不同物種的植物體細胞強行融合在一起,讓融合的細胞成為具有某種外掛的非天然雜種植物。利用這種技術得到的植物也叫做 胞質雜種 (cybrids)。上文提到的阪田公司早在1997年就申請了胞質雜種青花菜種子專利。

原來當代包心菜、花菜、青花菜這些蔬菜除了細胞核,其他都不是自己的了。看完神奇的現代農業,不知道下次吃菜的時候,你能不能嘗出不一樣的味道呢?

買家:你這種子好嗎?

賣家:「無後」顧之憂。

撰文:七君