布魯克海文國家實驗室的生物學家本傑明·伯爾和弗朗西斯·伯爾提供了以下解釋
水果的發育通常始於花朵子房室內的一個或多個卵細胞受花粉中的精核受精。然而，在某些植物中，水果在沒有受精的情況下發育，這種現象被稱為單性結實。單性結實的水果比有籽水果具有優勢：更長的保質期和更大的消費者吸引力。
圖片來源：瓦倫西亞農業研究所 無籽水果，如臍橙，通常透過嫁接進行無性繁殖。 |
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缺乏種子發育最常見的原因是授粉失敗，或卵細胞或精子功能失常。在許多植物中，自交不親和基因將成功的受精限制為遺傳上不同的雌雄親本之間的異花授粉。柑橘種植者利用了這一特性來種植無籽水果，如臍橙和克萊門汀橘。由於這些品種是自交不親和的，當它們種植在相同的植物（克隆）果園中時，它們無法結籽。然而，這些植物具有很高的單性結實頻率，因此它們仍然能結果。這樣的樹木不需要種子進行繁殖。事實上，用種子繁殖是不利的，因為後代會與親本不同。相反，苗圃經營者經常對果樹進行無性繁殖，通常是透過嫁接。
導致受精失敗的另一個常見原因是染色體不平衡。例如，常見的香蕉是三倍體。換句話說，它有三組染色體。它不是從每個親本那裡獲得一組染色體，而是從一個親本那裡獲得兩組染色體，從另一個親本那裡獲得一組染色體。三倍體很少產生具有平衡染色體組的卵細胞或精子，因此成功結籽非常罕見。香蕉也是單性結實的，在沒有成功受精的情況下也能結果。這些香蕉是無性繁殖的。在莖開花結果後，它就會死亡。但在主莖的基部有側枝或吸芽，可以將其移除並重新種植以延續該品種。種植者也透過組織培養繁殖香蕉。
無籽西瓜尤其有趣，因為它們必須透過種子繁殖，但種植者仍然可以利用單性結實。生產無籽西瓜的一種方法是生產三倍體種子。與香蕉的情況一樣，三倍體西瓜不能產生功能性種子，但它們仍然透過單性結實發育出優質的水果。植物育種者透過將正常的二倍體親本與四倍體親本雜交來生產三倍體種子，而四倍體親本本身是透過基因操作使二倍體染色體數目加倍而製成的。就西瓜而言，這種操作必須每一代都進行，因此這是一個有點昂貴的命題，但仍然是值得的。
植物生物學家已經瞭解到，如果在胚珠發育早期產生植物激素生長素，單性結實的水果可以在通常不表現出這種特性的植物上生長。因此，基因工程很可能在不久的將來為消費者提供許多其他物種的單性結實水果。
最初答案發佈於 2000 年 10 月 2 日。