Rozmnażanie wegetatywne - Vegetative reproduction

Produkcja nowych osobników wzdłuż krawędzi liścia rośliny powietrznej Kalanchoe pinnata . Mała roślina z przodu ma około 1 cm wysokości. Pojęcie „indywiduum” jest rozciągnięte przez ten proces.
Bryophyllum daigremontianum wytwarza sadzonki wzdłuż krawędzi liści. Kiedy są wystarczająco dojrzałe, odpadają i ukorzeniają się w odpowiedniej glebie poniżej.
Rozmnażanie wegetatywne z cięcia łodygi w wieku poniżej tygodnia. Niektóre gatunki bardziej sprzyjają tym sposobom rozmnażania niż inne.
Żarówka Muscari rozmnażała się wegetatywnie pod ziemią, tworząc dwie cebulki, z których każda wytwarza łodygę kwiatową.

Rozmnażanie wegetatywne (znany również jako rozmnażania wegetatywnego , wegetatywnego rozmnażania lub klonowania ) jest każda forma rozmnażania bezpłciowego występujących w roślinach, w którym nowa roślina rośnie z fragmentu lub skrawających z rośliny rodzicielskiej lub specyficzne struktury reprodukcyjnego.

Wiele roślin naturalnie się w ten sposób rozmnaża, ale można to również wywołać sztucznie . Ogrodnicy opracowali techniki rozmnażania bezpłciowego, które wykorzystują wegetatywne części roślin do replikacji roślin. Wskaźniki powodzenia i trudność propagacji są bardzo zróżnicowane. Jednoliścienne zazwyczaj nie mają kambium naczyniowego , co sprawia, że ​​ich rozmnażanie jest trudniejsze.

Tło

Rozmnażanie roślin to proces rozmnażania roślin gatunku lub odmiany, który może być płciowy lub bezpłciowy. Może się to odbywać poprzez wykorzystanie wegetatywnych części roślin, takich jak liście , łodygi i korzenie do produkcji nowych roślin lub poprzez wzrost z wyspecjalizowanych wegetatywnych części roślin.

Chociaż wiele roślin rozmnaża się przez rozmnażanie wegetatywne, rzadko używają one wyłącznie tej metody do rozmnażania. Rozmnażanie wegetatywne nie jest korzystne ewolucyjnie; nie pozwala na różnorodność genetyczną i może prowadzić do akumulacji przez rośliny szkodliwych mutacji. Rozmnażanie wegetatywne jest preferowane, gdy pozwala roślinom wyprodukować więcej potomstwa na jednostkę zasobu niż rozmnażanie poprzez produkcję nasion. Generalnie młode rośliny łatwiej rozmnażają się wegetatywnie.

Chociaż większość roślin normalnie rozmnaża się płciowo, wiele z nich może rozmnażać się wegetatywnie lub można je do tego nakłonić poprzez leczenie hormonalne. Dzieje się tak, ponieważ komórki merystematyczne zdolne do różnicowania komórkowego są obecne w wielu tkankach roślinnych.

Rozmnażanie wegetatywne jest zwykle uważane za metodę klonowania . Jednak sadzonki korzeniowe jeżyny bezkolcowej ( Rubus fruticosus ) powrócą do typu kolczastego, ponieważ pędy przybyszowe rozwijają się z komórki, która jest genetycznie kolczasta. Jeżyna bezkolcowa to chimera, w której warstwy naskórka są genetycznie pozbawione kolców, ale tkanka pod nią jest genetycznie ciernista.

Szczepienie często nie jest pełną metodą klonowania, ponieważ sadzonki są używane jako podkładki. W takim przypadku tylko wierzchołek rośliny jest klonalny. W przypadku niektórych upraw, zwłaszcza jabłek, podkładki są rozmnażane wegetatywnie, więc cały szczep może być klonalny, jeśli zraz i podkładka są klonami. Apomixis (w tym apospory i diplospory) to rodzaj rozmnażania, który nie obejmuje zapłodnienia. W roślinach kwitnących powstają niezapłodnione nasiona lub sadzonki, które rosną zamiast kwiatów. Jastrzębiowiec ( Hieracium ), mniszek lekarski ( Taraxacum ), niektóre owoce cytrusowe ( Citrus ) i wiele traw, takich jak bluegrass Kentucky ( Poa pratensis ), wszystkie wykorzystują tę formę rozmnażania bezpłciowego. Czasami zamiast kwiatów czosnku powstają cebulki .


Mechanizmy

Tkanka merystemowa umożliwia proces rozmnażania bezpłciowego. Zwykle znajduje się w łodygach, liściach i czubkach łodyg i korzeni i składa się z niezróżnicowanych komórek , które stale dzielą się, umożliwiając wzrost roślin i tworząc układy tkanek roślinnych. Zdolność tkanki merystemowej do ciągłego podziału umożliwia rozmnażanie wegetatywne.

Inną ważną zdolnością, która umożliwia rozmnażanie wegetatywne, jest zdolność do rozwijania korzeni przybyszowych, które wyrastają z innych wegetatywnych części roślin, takich jak łodyga lub liście. Korzenie te pozwalają na rozwój nowych roślin z części ciała innych roślin.

Zalety i wady

Zalety

Istnieje kilka zalet rozmnażania wegetatywnego, przede wszystkim to, że produkowane potomstwo to klony swoich roślin rodzicielskich. Jeśli roślina ma korzystne cechy, może nadal przekazywać potomstwu swoją korzystną informację genetyczną . Klonowanie określonej rośliny może być ekonomicznie korzystne dla hodowców komercyjnych, aby zapewnić spójność wszystkich upraw. Rozmnażanie wegetatywne pozwala również roślinom uniknąć kosztownego i złożonego procesu wytwarzania organów rozmnażania płciowego, takich jak kwiaty, a następnie nasiona i owoce . Na przykład opracowanie odmiany asa jest niezwykle trudne, więc gdy rolnicy rozwiną pożądane cechy lilii, stosują szczepienie i pączkowanie, aby zapewnić spójność nowej odmiany i jej udaną produkcję na poziomie komercyjnym. Jednak, jak można zaobserwować w przypadku wielu różnorodnych roślin, nie zawsze ma to zastosowanie, ponieważ wiele roślin to w rzeczywistości chimery, a sadzonki mogą odzwierciedlać atrybuty tylko jednej lub kilku macierzystych linii komórkowych. Rozmnażanie wegetatywne pozwala również roślinom ominąć fazę niedojrzałych siewek i szybciej osiągnąć fazę dojrzałości . W naturze zwiększa to szanse rośliny na pomyślne osiągnięcie dojrzałości, a komercyjnie oszczędza rolnikom dużo czasu i pieniędzy, ponieważ pozwala na szybsze przewrócenie plonów.

Rozmnażanie wegetatywne oferuje korzyści badawcze w kilku dziedzinach biologii i ma praktyczne zastosowanie w zalesianiu . Najczęstszym zastosowaniem wykonana z wegetatywnego rozmnażania przez genetyków leśnych i hodowców drzewa zostało, aby przenieść genów wybranych drzew w jakimś dogodnym miejscu, zazwyczaj wyznaczyło banku genów , Bank klon , klon-holding sadu lub plantacji nasiennej, gdzie ich geny mogą być rekombinowane w rasowym potomstwie.

Niektóre analizy sugerują, że rozmnażanie wegetatywne jest cechą, która zwiększa prawdopodobieństwo, że gatunek rośliny stanie się inwazyjny. Ponieważ rozmnażanie wegetatywne jest często szybsze niż rozmnażanie płciowe, „szybko zwiększa populację i może przyczynić się do powrotu do zdrowia po zakłóceniach” (takich jak pożary i powodzie).

Niekorzyść

Główną wadą rozmnażania wegetatywnego jest to, że zapobiega różnorodności genetycznej gatunków, co może prowadzić do zmniejszenia plonów . Rośliny są genetycznie identyczne i dlatego wszystkie są podatne na patogenne wirusy roślinne , bakterie i grzyby, które mogą zniszczyć całe uprawy.

Rodzaje

Środki naturalne

Naturalne rozmnażanie wegetatywne jest głównie procesem występującym u roślin zielnych i drzewiastych wieloletnich roślin i zazwyczaj obejmuje strukturalne modyfikacje łodygi , chociaż każda pozioma, podziemna część rośliny (łodygi, liścia lub korzenia ) może przyczynić się do wegetatywnego rozmnażania rośliny . Większość gatunków roślin, które przetrwają i znacznie się rozmnażają dzięki rozmnażaniu wegetatywnemu, byłaby niemal z definicji roślinami wieloletnimi , ponieważ wyspecjalizowane organy rozmnażania wegetatywnego, takie jak nasiona roślin jednorocznych, służą do przetrwania sezonowo trudnych warunków. Roślina, która utrzymuje się w danym miejscu poprzez rozmnażanie wegetatywne osobników przez długi czas, stanowi kolonię klonalną .

W pewnym sensie nie jest to proces reprodukcji, ale przetrwania i ekspansji biomasy osobnika. Kiedy pojedynczy organizm powiększa się poprzez namnażanie komórek i pozostaje nienaruszony, proces ten nazywa się „wzrostem wegetatywnym”. Jednak w rozmnażaniu wegetatywnym powstające nowe rośliny są nowymi osobnikami niemal pod każdym względem, z wyjątkiem genetyki. Interesujące jest to, jak ten proces wydaje się resetować starzejący się zegar .

Jak wspomniano wcześniej, rośliny rozmnażają się wegetatywnie zarówno sztucznie, jak i naturalnie. Najczęstsze metody naturalnego rozmnażania wegetatywnego polegają na opracowaniu nowej rośliny ze specjalistycznych struktur dojrzałej rośliny. Oprócz korzeni przybyszowych ważną rolę w zdolności roślin do naturalnego rozmnażania odgrywają korzenie wywodzące się z innych niż korzeń struktur roślinnych, takich jak łodygi lub liście, zmodyfikowane łodygi , liście i korzenie. Najczęstszymi zmodyfikowanymi łodygami, liśćmi i korzeniami, które pozwalają na rozmnażanie wegetatywne są:

Biegacze

Rozłogi , znane również jako rozłogi , to zmodyfikowane łodygi, które w przeciwieństwie do kłączy wyrastają z istniejących łodyg tuż pod powierzchnią gleby. W miarę rozmnażania pąki na zmodyfikowanych łodygach wytwarzają korzenie i łodygi. Te pąki są bardziej oddzielone niż te znajdujące się na kłączu.

Przykładami roślin, które używają rozłogów są truskawki i porzeczki .

Żarówki

Cebule to nadmuchane części łodygi, w których znajdują się centralne pędy nowych roślin. Zazwyczaj znajdują się pod ziemią i są otoczone pulchnymi i warstwowymi liśćmi, które dostarczają nowej roślinie składników odżywczych .

Przykładami roślin , które używają cebul są szalotki , lilie i tulipany .

Bulwy

Bulwy rozwijają się z łodygi lub korzenia. Bulwy macierzyste wyrastają z kłączy lub rozłogów, które pęcznieją od przechowywania składników odżywczych, podczas gdy bulwy korzeniowe rozmnażają się z korzeni zmodyfikowanych w celu przechowywania składników odżywczych i stają się zbyt duże i wytwarzają nową roślinę.

Przykładami bulw łodygi są ziemniaki i pochrzyn, a bulw korzeniowych są słodkie ziemniaki i dalie .

Corms

Corms to solidne, powiększone podziemne łodygi, które przechowują składniki odżywcze w mięsistej i solidnej tkance łodygi i są otoczone papierowymi liśćmi. Cebule różnią się od cebulek tym, że ich centrum składa się z litej tkanki, podczas gdy cebulki składają się z warstwowych liści.

Przykładami roślin wykorzystujących bulwy są mieczyk i taro .

Frajerzy

Odrosty, znane również jako pędy korzeniowe , to łodygi roślin, które wyrastają z pąków na podstawie łodyg roślin rodzicielskich lub na korzeniach.

Przykładami roślin, które używają odrostów są jabłka , wiąz i bananowce .

Roślinki

Roślinki są miniaturowymi strukturami, które powstają z merystemu na brzegach liści, które ostatecznie rozwijają korzenie i opadają z liści, na których wyrosły.

Przykładem rośliny wykorzystującej sadzonki jest Bryophyllum daigremontianum (syn. Kalanchoe daigremontianum ), który jest również znany jako matka tysięcy ze względu na wiele sadzonek.

Keikis

Keikis to dodatkowe odgałęzienia, które rozwijają się na pędach wegetatywnych lub szypułkach kwiatowych kilku rodzajów storczyków .

Przykładami roślin , które używają keiki są storczyki z rodzajów Phalaenopsis , Epidendrum i Dendrobium .

Apomixis

Apomixis to proces rozmnażania bezpłciowego przez nasiona, przy braku mejozy i zapłodnienia, generujący potomstwo klonalne pochodzenia matczynego.

Sztuczne środki

Rozmnażanie wegetatywne poszczególnych odmian o pożądanych cechach jest bardzo powszechną praktyką. Jest używany przez rolników i ogrodników do produkcji lepszych plonów o pożądanych właściwościach. Najczęstsze metody sztucznego rozmnażania wegetatywnego to:

Ciąć

Cięcia jest częścią rośliny, zazwyczaj z łodygi lub liście, jest odcinany i obsadzone. Z sadzonek wyrastają korzenie przybyszowe i ostatecznie rozwija się nowa roślina. Zazwyczaj te sadzonki są traktowane hormonami przed sadzeniem w celu wywołania wzrostu.

Przykład: róża;hibiskus.

Szczepienie

Szczepienie polega na przyczepieniu zrazu lub pożądanego szczepu do łodygi innej rośliny zwanej pniam, która pozostaje zakorzeniona w ziemi. W końcu oba systemy tkankowe zostają przeszczepione lub zintegrowane i rozwija się roślina o cechach przeszczepionej rośliny, np. mango, guawa itp.

Warstwy

Odkładanie warstw to proces, który obejmuje zginanie gałęzi lub łodyg roślin tak, aby dotykały ziemi i były pokryte ziemią. Korzenie przybyszowe rozwijają się z podziemnej części rośliny, zwanej warstwą. Ta metoda rozmnażania wegetatywnego występuje również naturalnie. Inna podobna metoda, nakładanie warstw powietrznych , polegała na zeskrobaniu i przesadzaniu gałęzi drzew, które rozwijają się w drzewa. Przykładami są jaśmin i bugenwilla.

ssanie

Odrosty rosną i tworzą gęstą, zwartą matę, która jest przymocowana do rośliny rodzicielskiej. Zbyt wiele odrostów może prowadzić do mniejszych rozmiarów upraw, więc nadmiar odrostów jest przycinany , a dojrzałe odrosty są przesadzane na nowy obszar, gdzie rozwijają się nowe rośliny.

Hodowli tkankowej

W hodowli tkankowej komórki roślinne są pobierane z różnych części rośliny i są hodowane i pielęgnowane w wysterylizowanej pożywce. Masę rozwiniętej tkanki, znanej jako kalus , hoduje się następnie na podłożu naładowanym hormonami i ostatecznie rozwija w sadzonki, które są następnie sadzone i ostatecznie rozwijają się w dorosłe rośliny.

Przesunięcie to dolna część pojedynczej źdźbła z podstawą osi kłącza i jej korzeni. Sadzenie ich to najwygodniejszy sposób rozmnażania bambusa.


Zobacz też

Bibliografia