本文轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)“把科學(xué)帶回家”（ID：steamforkids）

網(wǎng)友發(fā)現(xiàn)剛買(mǎi)的橘子中，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不太一樣的橘子。

圖源：xhs

它的果皮上仿佛被人用尺子畫(huà)了線，涇渭分明地分割成幾個(gè)部分，顏色一邊深一邊淺，甚至連紋路都完全不同，看起來(lái)就像一個(gè)迷你版的籃球？

其他人的“籃球”橙子 圖源：reddit

這不是什么新品種，而是一種名為“嵌合體”的生物現(xiàn)象。

嵌合體，英文Chimera，這個(gè)詞源于希臘神話中獅頭、羊身、蛇尾的怪物。在生物學(xué)上，它指由兩種或以上不同基因型細(xì)胞構(gòu)成的單一生物體 。

奇美拉 圖源：south china morning post

如果說(shuō)雜交（Hybrid）像是把橙汁和檸檬汁混合在一起，得到一杯全新的、味道均勻的“雜交果汁”，那么嵌合體則更像是一盤(pán)水果沙拉：橙子塊和檸檬塊被放在同一個(gè)盤(pán)子里，但它們各自保持著自己獨(dú)立的基因和味道，只是物理上“拼”在了一起 。

圖源：xhs

這種“拼接”而非“融合”的特性，正是“籃球橘”上能出現(xiàn)清晰分界線的根本原因。

嵌合體的誕生，通常源于一次意外的基因突變 。在植物的生長(zhǎng)點(diǎn)（頂端分生組織）中，有一個(gè)細(xì)胞在分裂時(shí)“開(kāi)了個(gè)小差”，發(fā)生了突變。這個(gè)突變細(xì)胞和它的后代，就成了植物體內(nèi)的一群“異類(lèi)” 。

這個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)，好比一個(gè)建筑工地，而細(xì)胞則根據(jù)分工，分為三個(gè)“施工隊(duì)”，生物學(xué)上稱為L(zhǎng)1、L2和L3層 。

圖源：biorxiv

L1層（外墻粉刷隊(duì)）：負(fù)責(zé)形成植物最外層的“皮膚”，也就是表皮 。

L2層（主體施工隊(duì)）：負(fù)責(zé)構(gòu)建大部分內(nèi)部組織，如果肉、皮下組織，甚至還負(fù)責(zé)產(chǎn)生種子（生殖細(xì)胞）。

L3層（水電工程隊(duì)）：負(fù)責(zé)建造最核心的結(jié)構(gòu)，比如運(yùn)輸水分和養(yǎng)料的維管系統(tǒng) 。

圖源：uc agriculture

對(duì)于一個(gè)柑橘來(lái)說(shuō)，它最終的形態(tài)就是這三個(gè)“施工隊(duì)”協(xié)同作業(yè)的結(jié)果：金黃色的外果皮（色素層）主要來(lái)自L1和L2層，白色的海綿層（中果皮）來(lái)自L2和L3層，而我們吃的果肉則由三層共同參與構(gòu)成 。

了解了細(xì)胞分工，我們就能破解“籃球橘”的秘密了。這種現(xiàn)象屬于一種特定的扇形嵌合體（sectorial chimera） 。

它的成因是，最初的那個(gè)基因突變非?！鞍缘馈?，它不是只影響某一個(gè)“施工隊(duì)”（細(xì)胞層），而是像切蛋糕一樣，垂直切下，把L1、L2、L3三個(gè)“施工隊(duì)”的一部分全部感染了 。

于是，這個(gè)“突變扇區(qū)”發(fā)育成的部分，從外層果皮到內(nèi)部果肉，都擁有了和正常部分截然不同的基因。這就導(dǎo)致了果實(shí)上出現(xiàn)一條清晰的縱向條紋，顏色、質(zhì)地甚至形狀都可能不同 。

更有趣的是，圖案的幾何形狀，精確地暴露了突變發(fā)生的“作案時(shí)間”。

一個(gè)果實(shí)始于一個(gè)細(xì)胞，分裂成兩個(gè)，再到四個(gè)、八個(gè)……如果突變發(fā)生在二細(xì)胞階段，那么果實(shí)就會(huì)長(zhǎng)成一半一半的“陰陽(yáng)臉”。而如果突變發(fā)生在四細(xì)胞階段，四個(gè)原始細(xì)胞中的一個(gè)發(fā)生突變，最終就會(huì)形成我們看到的、被精確分割成四份的“籃球”圖案 。

籃球蘋(píng)果 圖源：fruitforum

這種基因上的楚河漢界，帶來(lái)的差異遠(yuǎn)不止顏色。

有網(wǎng)友曾分享過(guò)一個(gè)檸檬與橙子的嵌合體，其橙色部分聞起來(lái)“就像一個(gè)橙子”，暗示其揮發(fā)性芳香物質(zhì)也發(fā)生了改變 。

科學(xué)研究也證實(shí)了這一點(diǎn)。一項(xiàng)針對(duì)扇形嵌合體橙的分析發(fā)現(xiàn)，突變后的黃色扇區(qū)不僅丟失了某些化學(xué)成分，甚至還產(chǎn)生了一種全新的化合物 。這意味著，同一個(gè)果實(shí)的不同區(qū)域，可能真的擁有不同的風(fēng)味。你吃到的“籃球橘”，理論上可能一半酸一半甜。

圖源：fruitforum

在果園里，這種外觀不一的“籃球橘”通常會(huì)被當(dāng)作次品丟棄 。但對(duì)于育種來(lái)說(shuō)，這是難得的禮品。

紅心葡萄柚的來(lái)由 圖源：文獻(xiàn)

許多我們今天習(xí)以為常的優(yōu)良品種，比如紅心葡萄柚，最初都來(lái)源于這種被稱為“芽變”的自發(fā)突變 。然而，扇形嵌合體本身極不穩(wěn)定，直接用它的枝條去嫁接，幾乎不可能復(fù)制出同樣的“籃球”圖案 。

但現(xiàn)代生物技術(shù)給了我們“提純”這個(gè)突變的機(jī)會(huì)?？茖W(xué)家可以通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)，從突變的扇區(qū)中分離出細(xì)胞，在實(shí)驗(yàn)室里將其培育成一株完整的、基因型純粹的新植株 。

圖源：organicseeds4you

通過(guò)這種方式，一個(gè)只有紅色條帶的橙子，未來(lái)可能被培育成一個(gè)果實(shí)完全通紅的穩(wěn)定新品種。

參考資料：

(https://fruitforum.wordpress.com/2008/01/19/apple-chimeras-information-please/)(https://qikan.cqvip.com/Qikan/Article/Detail?id=35917933)

(https://www.roundrockgardens.com/post/plant-mutations-every-gardener-should-know)

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