来源 | 把科学带回家 撰文 | 七君
不知道你爱不爱吃西兰花？西兰花营养丰富，价格不高，因此也被称为“穷人的医生”。因为西兰花爱好者很多，我国也成了目前全球西兰花种植面积最大的国家。
可是你知道吗，包括我国在内，全世界人民吃的西兰花中的一大部分是从一家日本公司买的种源。这到底是怎么回事呢？
这一切要从一家叫做坂田的种子公司说起。
坂田美国分公司的西海岸销售经理 Matt Linder 表示，坂田西兰花种子的全球市场占有率在65%-70%之间。而2021年8月公布的《中国农村发展报告（2021）》显示，我国西兰花进口依存度超过80%。坂田可以说垄断了全球的西兰花种源市场。
西兰花（Brassica oleracea var. italica）（图片来源：wikimedia）
也因为霸占了7成的西兰花种子市场，它家的西兰花种子的价格可以说高到“离谱”。
中国农业科学院蔬菜花卉研究所的副研究员李占省指出，一般情况下西兰花种子的价格是10万粒（约450～465克）5500元左右，也就是说一斤不到要5500元。
某款坂田西兰花种子（图片来源：sakataseed.cn）
看到这里相信你会有一个疑问：种子发芽结果了难道不可以把二代种子继续拿来种吗？坂田是怎么做到让买家无法用自家的种子培育出新的西兰花种子的呢？
实际上，他们利用的是植物雄性不育技术（CMS）。
植物雄性不育也叫做雄不稔，意思是能产生花粉（精子）的雄花是废物，只会浪费粮食但没有用，没有办法使雌蕊受精。
所以你明白了吧，即使用坂田的西兰花种子种出了西兰花，也没有可用的“男娃花”来产生二代西兰花。而如果用随便什么西兰花的花粉来授粉，长出来的就不知道是什么鬼了。
因此，这种西兰花种子相当于是一次性的，而能稳定产生同品质种子的西兰花“源代码”（即种系）掌握在坂田手上，这样农户就不得不一直购买它家的种子了。
（图片来源：pexels）
当然了，利用植物雄性不育技术避免自家种源被拷贝并不是坂田的独创。
实际上，植物雄性不育技术的历史可以追溯到200年前，是在18世纪被德国植物学家 Joseph Gottlieb Kölreuter 发现的，他的研究后来成了植物雄性不育技术的基础。
大脑射出智慧的光的人类发现，利用植物雄性不育既可以防止雄性产生可育的花粉，起到种源保护的效果，还可以培育出植物中的“X战警”。
是的，植物雄性不育的另一大用处就是稳定发挥大家耳熟能详的杂种优势。
对于动物来说，杂交相对容易，可是杂交在植物界却是个难题。这是因为植物和动物不一样，许多植物雌雄同株，类似于“雌雄同体”，因此“本人”的花粉很容易给“本人”受精，这就叫做自交。
如果花粉具有活性，那么防止自交就会很难。反之，如果花粉如同“清宫太监”，那么自交就不可能实现，所以雄性不育就成了确保杂交的利器。
实际上除了西兰花，我们平时吃的白菜、西瓜、甜瓜、甜玉米、番茄、辣椒大都是通过植物雄性不育技术培育出来的。
而常用于十字花科芸薹属作物（如包心菜、花菜、西兰花、萝卜、芥菜、油菜）的杂种制作魔法叫做 Ogura型植物雄性不育技术（Ogura-CMS）。
没想到吧，西兰花（右2）、花菜（右1）、包心菜（左1）属于同一个物种的变种，都是由野芥菜（Brassica oleracea）人工选育而来。（图片来源：vox.com）
看到这个 Ogura，一些有日语基础的同学可能会疑惑，这技术里带了一个日语罗马字，是不是和日本有什么关系呢？
没错，Ogura型植物雄性不育技术确实源自日本，是小仓弘司（Hiroshi Ogura）在1968年发现的。当时他觉察到，日本的某种野生萝卜具有雄性不育的现象。
植物雄性不育日本萝卜（左）和可育日本萝卜（右）花朵的对比，比例尺为1厘米。（图片来源：doi:10.1270/jsbbs.64.38）
由于十字花科植物雄性不育是通过“妈妈”线粒体中的基因遗传的，只影响“儿子”不影响“女儿”，因此属于十字花科的日本萝卜携带的雄性不育线粒体就可以让其他植物失去雄性生殖能力。就这样，日本萝卜的细胞质就被用来和西兰花、花菜等十字花科的作物跨物种杂交，产生“太监”作物。
（图片来源：wikimedia）
而这种跨物种“爱情结晶”的诞生过程十分烧钱费时费力。
一开始，植物雄性不育依靠有性杂交（sexual hybridization），也就是用不同物种的花粉给另一个物种的雌蕊授粉，然后得到第一代杂种种子。通过有性杂交得到的 Ogura 型植物雄性不育作物具有日本萝卜的细胞质和“本菜”的细胞核。然而，十字花科的植物的花朵普遍迷你，给它授粉的过程真的太费劲了。
见过开花的西兰花吗？（图片来源：publicdomainpictures.net）
其次，杂种虽然有优势，但是会“遭天谴”——跨物种小苗很难在自然环境中存活。因此杂交得来的种子常常还需要使用救胚（embryo rescue）的方法抢救，也就是把小苗放在类似于早产儿保育箱的人工环境里度过最艰难的“童年”。
小麦和中级小麦草（Thinopyrum intermedium）杂种的救胚过程：将胚从种子上摘除然后放在培养基中培养。（图片来源：wikimedia）
不过呢，近年来出现了更厉害的雄性不育手段，那就是用植物体细胞杂交（somatic hybridization）来获得雄性不育的植株。
利用体细胞杂交技术使牵牛（Petunia sp.）的叶子细胞（绿色）和新几内亚凤仙（Impatiens neuguinea）的花瓣细胞（粉色）融合。（图片来源：wikimedia）
体细胞杂交就是跳过授粉的步骤，通过手动的方式直接将不同物种的植物体细胞强行融合在一起，让融合的细胞成为具有某种外挂的非天然杂种植物。利用这种技术得到的植物也叫做胞质杂种（cybrids）。上文提到的坂田公司早在1997年就申请了胞质杂种西兰花种子专利。
原来当代包心菜、花菜、西兰花这些蔬菜除了细胞核，其他都不是自己的了。看完神奇的现代农业，不知道下次吃菜的时候，你能不能尝出不一样的味道呢？
买家：你这种子好吗？
卖家：“无后”顾之忧。
来源: 把科学带回家
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