35.5
Rozmnażanie bezpłciowe
Rozmnażanie bezpłciowe umożliwia roślinom rozmnażanie się bez wytwarzania kwiatów, przyciągania zapylaczy i rozpraszania nasion. Potomstwo jest genety…
W przeciwieństwie do większości zwierząt, rośliny mogą rozmnażać się bezpłciowo, produkując potomstwo, które jest genetycznie identyczne z rośliną rodzicielską. Rozmnażanie bezpłciowe w roślinach, zwane również rozmnażaniem wegetatywnym, odbywa się bez fuzji gamet płciowych lub mejozy.
Rośliny mogą rozmnażać się bezpłciowo dzięki naturalnym mechanizmom opracowanym przez rośliny lub sztucznym mechanizmom opracowanym przez hodowców.
Rozmnażanie wegetatywne to forma rozmnażania bezpłciowego, w której oderwane fragmenty korzeni lub łodyg mogą przekształcić się w zupełnie nową roślinę. Na przykład "oko" lub pączek ziemniaka można zasadzić, aby zregenerować zupełnie nową roślinę.
Mniszek lekarski stosuje inną metodę rozmnażania bezpłciowego, w której wytwarza nasiona bez zapylania lub zapłodnienia - proces zwany apomiksis. Apomixis pozwala niektórym roślinom hybrydowym przezwyciężyć bezpłodność i przekazać nienaruszony genom potomstwu.
Hodowcy stosują różne sztuczne metody rozmnażania bezpłciowego, takie jak szczepienie, cięcie, nakładanie warstw i mikrorozmnażanie. Metody te są czasami wykorzystywane przez hodowców roślin do generowania nowych odmian roślin.
Szczepienie to technika powszechnie stosowana do uprawy winogron, która łączy w sobie korzystne cechy różnych odmian. Górna część jednej rośliny jest łączona z dolną częścią innej rośliny, tworząc szczepionkę. Górna część przeszczepu nazywana jest zrazem, podczas gdy dolna część nazywana jest podkładką. Na przykład zraz z dużymi owocami może zostać zaszczepiony na odpornej na choroby podkładce, dając odporne na choroby potomstwo o dużych owocach.
W warunkach niekorzystnych dla rozmnażania płciowego rozmnażanie bezpłciowe pozwala gatunkom przetrwać i rozmnażać się. Rozmnażanie bezpłciowe jest szczególnie korzystne dla roślin, które są dobrze przystosowane do swojego środowiska, ponieważ ich genetycznie identyczne potomstwo może pomóc w założeniu kwitnącej kolonii.
Jednak rozmnażanie bezpłciowe jest czasami niepożądane, ponieważ może poważnie ograniczyć zdolność roślin do przystosowania się do zmieniających się warunków środowiskowych. Bez wprowadzenia zmienności genetycznej potomstwo jest tak samo podatne na zagrożenia i choroby jak roślina rodzicielska. Jednorodność genetyczna może nawet narazić rośliny rozmnażające się bezpłciowo na wyginięcie.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: How does asexual reproduction differ from sexual reproduction in plants?
Asexual reproduction, or vegetative reproduction, produces offspring genetically identical to the parent without fusion of sex gametes or meiosis. Unlike sexual reproduction, it requires no pollination, fertilization, or seed dispersal. Plants can reproduce asexually through natural mechanisms like vegetative propagation or artificial methods developed by breeders.
Q2: What is vegetative propagation and how does it work?
Vegetative propagation is asexual reproduction where detached root or stem fragments develop into complete new plants. For example, a potato eye or bud can be planted to regenerate an entire plant. This method allows plants to reproduce without producing flowers or seeds, making it efficient for establishing genetically identical colonies.
Q3: What is apomixis and why is it important for hybrid plants?
Apomixis is a form of asexual reproduction where plants produce seeds without pollination or fertilization. Dandelions use this method to reproduce. Apomixis allows certain hybrid plants to overcome sterility and pass their intact genome to offspring, enabling reproduction despite genetic incompatibility.
Q4: How does grafting combine desirable traits from different plants?
Grafting combines the upper portion (scion) of one plant with the lower portion (rootstock) of another. The vascular systems fuse over time, allowing the scion to grow and produce flowers and fruit. For example, a scion with large fruit can be grafted onto disease-resistant rootstock, producing disease-resistant progeny with large fruit.
Q5: What are the main artificial methods breeders use for asexual reproduction?
Plant breeders employ cutting, grafting, layering, and micropropagation. Cutting involves placing stem segments with nodes into moist soil to root. Layering bends a young stem and covers it with soil until roots form. Micropropagation uses plant tissue culture and genetic modifications to quickly produce multiple plants from a single parent.
Q6: Why is genetic uniformity a disadvantage of asexual reproduction?
Asexual reproduction produces genetically identical offspring, limiting genetic variability. Without genetic diversity, plants cannot adapt to changing environmental conditions and remain equally vulnerable to threats and diseases as the parent. This genetic uniformity can severely increase extinction risk for asexually-reproducing species.
Q7: When is asexual reproduction advantageous for plants?
Asexual reproduction is advantageous when sexual reproduction conditions are unfavorable, allowing species to survive and propagate. It benefits plants well-adapted to their environments, as genetically identical offspring help establish flourishing colonies. This method is also useful for propagating rare or endangered species difficult to grow naturally.