布鲁克海文国家实验室的生物学家本杰明·伯尔和弗朗西斯·伯尔提供了以下解释
水果的发育通常始于花朵子房室内的一个或多个卵细胞受花粉中的精核受精。然而，在某些植物中，水果在没有受精的情况下发育，这种现象被称为单性结实。单性结实的水果比有籽水果具有优势：更长的保质期和更大的消费者吸引力。
图片来源：瓦伦西亚农业研究所 无籽水果，如脐橙，通常通过嫁接进行无性繁殖。 |
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您将有助于确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
缺乏种子发育最常见的原因是授粉失败，或卵细胞或精子功能失常。在许多植物中，自交不亲和基因将成功的受精限制为遗传上不同的雌雄亲本之间的异花授粉。柑橘种植者利用了这一特性来种植无籽水果，如脐橙和克莱门汀橘。由于这些品种是自交不亲和的，当它们种植在相同的植物（克隆）果园中时，它们无法结籽。然而，这些植物具有很高的单性结实频率，因此它们仍然能结果。这样的树木不需要种子进行繁殖。事实上，用种子繁殖是不利的，因为后代会与亲本不同。相反，苗圃经营者经常对果树进行无性繁殖，通常是通过嫁接。
导致受精失败的另一个常见原因是染色体不平衡。例如，常见的香蕉是三倍体。换句话说，它有三组染色体。它不是从每个亲本那里获得一组染色体，而是从一个亲本那里获得两组染色体，从另一个亲本那里获得一组染色体。三倍体很少产生具有平衡染色体组的卵细胞或精子，因此成功结籽非常罕见。香蕉也是单性结实的，在没有成功受精的情况下也能结果。这些香蕉是无性繁殖的。在茎开花结果后，它就会死亡。但在主茎的基部有侧枝或吸芽，可以将其移除并重新种植以延续该品种。种植者也通过组织培养繁殖香蕉。
无籽西瓜尤其有趣，因为它们必须通过种子繁殖，但种植者仍然可以利用单性结实。生产无籽西瓜的一种方法是生产三倍体种子。与香蕉的情况一样，三倍体西瓜不能产生功能性种子，但它们仍然通过单性结实发育出优质的水果。植物育种者通过将正常的二倍体亲本与四倍体亲本杂交来生产三倍体种子，而四倍体亲本本身是通过基因操作使二倍体染色体数目加倍而制成的。就西瓜而言，这种操作必须每一代都进行，因此这是一个有点昂贵的命题，但仍然是值得的。
植物生物学家已经了解到，如果在胚珠发育早期产生植物激素生长素，单性结实的水果可以在通常不表现出这种特性的植物上生长。因此，基因工程很可能在不久的将来为消费者提供许多其他物种的单性结实水果。
最初答案发布于 2000 年 10 月 2 日。