Tipi apomixisov, mehanizem, pomen in primeri



The apomixis gre za obliko aseksualnega razmnoževanja nekaterih vrst skozi semena. Njegov rezultat je generacija, ki je genetsko identična matični rastlini. Etimološki pomen apomixisa prihaja iz grščine "apo"kaj to pomeni - pomanjkanje ali odsotnost - in"mixis", ki označuje mešanico ali unijo - v resnici se v apomixisu ne zgodi združitev moških in ženskih spolnih celic za nastanek zarodka.

Apomiktične rastline ne izražajo prilagodljivih prednosti - z evolucijskega vidika -, da spolno razmnoževanje zagotavlja. Apomixis pa je mehanizem, ki omogoča vzdrževanje genotipov, prilagojenih specifičnim pogojem okolja.

V apomixisu mehanizem reprodukcije izpusti spolni proces in omogoča rastlini razmnoževanje s semeni. V tem procesu ne pride do mejoze, nastajanja zarodkov iz oploditve in nastanka živih endospermov..

Semena apomiktičnih rastlin nastajajo iz materinega tkiva jajc, izogibajo se mejozi in oploditvi. Ta vrsta razmnoževanja je pogosta pri večini družinskih vrst Poaceae, tako v žanrih Asteraceae, Rosaceae in Rutaceae.

Če bi se ta zmogljivost prenesla na pridelke agronomskega interesa, kot sta koruza in pšenica, bi to postalo koristno genetsko izboljšanje, saj bi njegova uporaba podpirala količino in kakovost živil, pridobljenih z vrhunskimi genotipi..

Indeks

  • 1 Vrste 
    • 1.1
    • 1.2 Apostoria
    • 1.3 Naključna zarodka
  • 2 Mehanizem
    • 2.1 Apomeioza
    • 2.2 Razvoj zarodnega vrečka
    • 2.3 Partenogeneza
    • 2.4 Pseudogamija
  • 3 Pomen
  • 4 Primeri
  • 5 Reference

Vrste 

Znani so trije različni mehanizmi, prek katerih se rastline razmnožujejo z apomixis. Gametofitični apomixis z diplosporia in z aposporijo ter sporofitnim apomixisom ali adventnimalnim zarodkom.

Diplosporia

Diplosporia je mehanizem aseksualnega razmnoževanja ali apomixis, kjer zarodek izvira iz nereducirane zarodne vrečke. Posledično ima nov zarodek isto število kromosomov kot matična rastlina izvora.

To je proces, ki se pojavi, ko se embrionalna vrečka ali ženska matična celica gametofita razvije neposredno iz zarodka. Znan je tudi kot diploidni partenogeneza, za katerega je značilna prisotnost diploidnega zarodka.

Apostoria

Aposporia je apomiktični ali aseksualni mehanizem razmnoževanja, kjer embrionalna vreča izvira iz somatskih celic. Zarodna vreča izvira iz neke somatske celice, ki se nahaja v tegumentu ali nucellusu, ki obdaja matično celico zarodka..

V tem primeru se razvije gametofit, vendar mejoze ni; zarodek je tudi diploiden. V tem procesu ne pride do zmanjšanja kromosomskega števila, ki ga dopolnjuje partenogeneza ali apomiktični razvoj jajčeca..

Naključna zarodka

Nucelarna zarodka ali sporofitna apomixis je vrsta nespolnega razmnoževanja s semenom ali apomixisom, ki je običajno v citrusih. V tem primeru ni opaziti tvorbe zarodka, saj se zarodek razvije iz diploidnega sporofita.

Pravzaprav zarodek izvira iz somatske celice na ravni jajčeca matične rastline. Kasneje se razvije z zaporednimi mitotičnimi delitvami, mejoznega procesa pa ne pride do nastanka ženskega gametofita.

Mehanizem

Apomixis je posledica spreminjanja določenih stopenj embrionalnih procesov, ki so temeljnega pomena za spolno razmnoževanje. V tem primeru se zmanjša število kromosomov in meiotični proces, vključno z naključno zvezo in zlivanjem gamet..

Med apomixi te spremembe zarodkov uspejo onemogočiti meiotični proces in njegove produkte. Prav tako se izogibajo ali nadomestijo proces oploditve s partenogenetskim razvojem.

V apomixisu so predstavljeni štirje embrionalni procesi, ki se razlikujejo od spolne reprodukcije:

Apomeiosis

Gre za proces, ki nastane, ko se sporofitne strukture oblikujejo brez meiotične redukcije ali degeneracije makrospore-megagaspore. Predstavlja poenostavitev meiotičnega procesa in je predstavljena v diplomosijah in aposporijah.

Razvoj zarodnega vrečka

V apomixu so citološko nereducirane celice (2n) imajo sposobnost razvijanja zarodnega vrečka. V primeru aposforične apomiktične vrste se zarodna vrečka razvije iz notranjega dela primarnega semena ali nucelusa.

Partenogeneza

Embrionalni proces, ki povzroči nastanek zarodka neposredno iz ovocele brez predhodne oploditve. To je apomiktični razvoj jajčeca za nastanek nove rastline iz neoplojene jajčne celice.

Pseudogamija

Proces, povezan s tistimi apomiktičnimi rastlinami, ki zahtevajo opraševanje, čeprav se razvijejo brez oploditve matične celice. Endosperm nastane iz fuzije moškega gameta s polarnimi jedri celic zarodka..

Pravzaprav se pri procesih gametofitnega apomixisa zatre fuzija ženskih in moških spolnih celic ali dvojnega oploditve. Kljub temu, da je oploditev polarnih jeder preklicana, se endosperm razvija neodvisno.

Pomen

Apomixis je učinkovita tehnika za proizvodnjo semen in novih vrst v kratkem času. Dejansko omogoča ustvarjanje novih hibridnih sort z boljšimi pridelki in višjo fenotipsko kakovostjo.

Skozi apomixis se prepreči izguba določenih posebnih znakov v hibridih. Kot funkcionalni mehanizem za proizvodnjo rastlin brez bolezni in za doseganje višjih donosov in produktivnosti pridelkov.

Primeri

The Taraxacum officinalis (regrat) je eden najpogostejših primerov apomiktičnih rastlin. V zvezi s tem se apomixis pogosto pojavlja v rastlinah Poaceae - Gramineous, Rosaceous in Composite family - Trav \ t-.

V kompostu ali asterásas je apomixis neizogibna oblika razmnoževanja večine vrst. Nasprotno, v Poaceae in Rosaceae se apomixis izmenjuje s spolno reprodukcijo - apomixis facultativa-.

Natančneje, apomixis se pojavlja v več žanrih; Achillea, Arnica, Brachycome, Crepis, Conyza, Erigeron, Eupatorium, Hieracium, Parthenium in Taraxacum.

V Poaceae je bil apomixis sprva identificiran v rodu Poa, kasneje je bila opisana v različnih paníceas in andropogoneas. Med rodu Poaceae lahko opazimo Bothriochloa, Capillipedium, Cenchrus, Dichanthium, Heteropogon, Paspalum, Setaria, Sorghum in Themeda.

Jokajoča trava (Krivulje Eragrostisa) je vir hrane, ki omogoča povečanje proizvodnje govejega mesa. Ena od njegovih oblik razmnoževanja je diplomoski apomixis, ki je lahko prisiljen ali neobvezen.

Drugi primeri apomiktičnih rastlin se nahajajo v rodovih Sorbus -serbales- in Crataegus -marelica glog iz družine Rosaceae. Tako kot vrsta Rubus fruticosus (brumble) in rodu cvetočih rastlin Hieracium iz družine Asteraceae.

Reference

  1. Aguilera, P. M. (2013). Genetika in lokus lokusa apomixis v vrstah skupine Plicatula Paspalum L., ki ju razkrivajo molekularne tehnike. (Diplomsko delo) Universidad Nacional del Nordeste. Fakulteta za kmetijske vede. Inštitut za botaniko severovzhoda. (IBONE-CONICET).
  2. Apomixis (2018) Wikipedija, Prosta enciklopedija. Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org
  3. Ferrari Felismino, Mariana, Pagliarini, Maria Suely in Borges do Valle, Cacilda. (2010). Meiotično obnašanje medvrstnih hibridov med umetno tetraploidizirano spolno brazgoto Brachiaria ruziziensis in tetraploidno apomiktico B. brizantha (Poaceae). Scientia Agricola, 67 (2), 191-197.
  4. Martínez, E. J. (2001). Dedovanje apomiktične reprodukcije in identifikacija molekularnih označevalcev, vezanih na lik v Paspalum notatum (Degree Thesis) Fakulteta za točne in naravoslovne znanosti. Univerza v Buenos Airesu.
  5. Meier, M.S., Zappacosta, D.C., Selva, J.P., Cervigni, G., in Echenique, C.V. (2008). Apomixis, njegova študija in možne uporabe. AgroUNS, leto V, št. 9. str. 10-13.
  6. Quero Carrillo, A. R., Enriquez Quiroz, J. F., Morales Nieto, C. R., in Miranda Jiménez, L. (2010). Apomixis in njegov pomen pri izbiri in izboljšanju tropskih krmnih trav: revizija. Mexican Journal of Animal Science, 1 (1), 25-42.