APOMIKSĖ: TIPAI, MECHANIZMAS, SVARBA IR PAVYZDŽIAI - MOKSLAS

Apomixis yra nelytinės reprodukcijai tam tikrų rūšių per sėklų forma. Jos rezultatas - genetiškai tapati motininiam augalui. Etimologinė apomiksio reikšmė yra kilusi iš graikų kalbos „apo“, reiškiančio - trūkumo arba nebuvimo, ir „mixis“, reiškiančio mišinį ar sąjungą. Iš tikrųjų apomixis metu vyriškos ir moteriškos lyties organai nesusidaro embrionui formuotis.

Apomiktiniai augalai neišreiškia adaptacinių pranašumų - evoliucijos požiūriu -, kuriuos suteikia lytinis dauginimasis. Tačiau apomiksė yra mechanizmas, leidžiantis išlaikyti genotipus, pritaikytus prie konkrečių aplinkos sąlygų.

Kiaulpienė (Taraxacum officinalis) yra viena pagrindinių apomiktinių rūšių. Šaltinis: pixabay.com

Apomixis metu reprodukcinis mechanizmas apeina lytinį procesą ir leidžia augalui daugintis per sėklas. Šiame procese mejozė, embrionų susidarymas po apvaisinimo ir gyvybingo endospermo susidarymas neįvyksta.

Apomiktinių augalų sėklos susidaro iš motininio kiaušidės audinio, apeinant mejozę ir apvaisinimą. Šis dauginimasis būdingas daugeliui Poaceae šeimos augalų rūšių, taip pat Asteraceae, Rosaceae ir Rutaceae gentims.

Jei šis pajėgumas galėtų būti perduotas agronominės svarbos kultūroms, tokioms kaip kukurūzai ir kviečiai, tai taptų naudingu genetinio patobulinimo elementu, nes jo naudojimas pakenktų maisto, gaunamo iš aukštesnių genotipų, kiekiui ir kokybei.

Tipai

Yra žinomi trys skirtingi mechanizmai, per kuriuos augalai dauginasi apomiksės būdu. Gametofitinė apomiksė dėl diplosporijos ir aposporijos bei sporofitinė apomiksė arba atsitiktinis embrionas.

Diplosporija

Diplosporija yra aseksualaus dauginimosi mechanizmas arba apomiksė, kai embrionas kilęs iš nesumažinto embriono maišelio. Dėl to naujojo embriono chromosomų skaičius yra toks pat kaip motininio kilmės augalo.

Tai procesas, kuris įvyksta, kai embriono maišelio moteriškoji ląstelė arba moteriškasis gametofitas vystosi tiesiai iš embriono. Taip pat žinomas kaip diploidinė partenogenezė, jam būdingas diploidinis embrionas.

Aposporija

Aposporija yra apomiktinis arba neseksualus dauginimosi mechanizmas, kai embriono maišelis yra kilęs iš somatinių ląstelių. Embriono maišelis yra iš kai kurių somatinių ląstelių, esančių embriono maišelio kamieninėse ląstelėse, esančiose jungtyje arba nuceloje.

Tokiu atveju išsivysto gametofitas, tačiau mejozė neatsiranda; embrionas taip pat yra diploidinis. Šiame procese chromosomų skaičiaus sumažėjimas neįvyksta, o tai papildo kiaušialąstės partenogenezė arba apomiktinis vystymasis.

Paspalum dilatatum, aposporinė rūšis. Šaltinis: Jebulonas

Atsitiktinis embrionas

Vadinamas „nucellar“ embrionu arba sporofitiniu apomiksiu. Tai yra aseksualaus dauginimo sėklomis arba apomiksio rūšis, paplitusi citrusuose. Šiuo atveju embriono maišelio formavimasis nepastebėtas, nes embrionas vystosi iš diploidinio sporofito.

Iš tikrųjų embrionas kilęs iš somatinių ląstelių, esančių motininio augalo kiaušialąstėje. Vėliau jis vystosi iš eilės vykstant mitoziniam susiskaldymui, nei mejozės procesas, nei moters gametofito formavimasis nevyksta.

Mechanizmas

Apomiksė yra tam tikrų embriono procesų, kurie yra pagrindiniai lytiniam dauginimuisi, modifikavimo rezultatas. Tokiu atveju sumažėja chromosomų skaičius ir mejozinis procesas, įskaitant atsitiktinę sąjungą ir lytinių ląstelių suliejimą.

Iš tikrųjų, apomiksės metu šie embrioniniai pokyčiai sugeba išjungti mejozinį procesą ir jo produktus. Panašiai jie išvengia arba pakeičia apvaisinimo procesą per partenogenetinį vystymąsi.

Apomiksėje yra keturi embrioniniai procesai, išskiriantys jį iš lytinio dauginimosi:

Apomeiozė

Tai procesas, vykstantis formuojant sporofitines struktūras be mejozinės redukcijos ar degeneracijos makrosporoje - megasporoje. Tai yra meiotinio proceso supaprastinimas ir jie vyksta tiek diplosporijoje, tiek aposporijoje.

Embriono maišelio vystymasis

Apomiksės metu citologiškai nesumažintos ląstelės (2 ⁿ ) turi galimybę vystyti embriono maišelį. Aposporinės apomiktinės rūšies atveju embriono maišelis išsivysto iš sėklinio pirminio ar nucelinės vidinės dalies.

Partenogenezė

Embrioninis procesas, kurio metu embrionas susidaro tiesiai iš kiaušinio ląstelės, be išankstinio apvaisinimo. T. y., Apomiktinis kiaušialąstės vystymasis, norint suformuoti naują augalą iš neapvaisintos kiaušialąstės.

Citrinose paplitęs atsitiktinis embriono procesas. Šaltinis: pixabay

Pseudoamija

Procesas, susijęs su tais apomiktiniais augalais, kuriuos reikia apdulkinti, nepaisant to, kad jie vystosi neapvaisinant motininės ląstelės. Endospermas susidaro susiliejus vyriškajai gametai su embriono maišelio ląstelių poliniais branduoliais.

Tiesą sakant, gametofitiniuose apomiksės procesuose slopinamas moterų ir vyrų lytinių organų suliejimas arba dvigubas apvaisinimas. Nepaisant to, kad polinių branduolių apvaisinimas yra atšauktas, endospermas vystosi savarankiškai.

Svarba

„Apomixis“ yra efektyvi technika per trumpą laiką gauti sėklas ir naujas rūšis. Iš tikrųjų tai leidžia sukurti naujas hibridines veisles, pasižyminčias geresniu derliumi ir aukštesnę fenotipinę kokybę.

Dėl apomiksės išvengiama tam tikrų hibridų simbolių praradimo. Tai yra funkcinis augalų be ligų auginimo ir didesnio derlingumo bei derlingumo mechanizmas.

Pavyzdžiai

Taraxacum officinalis (kiaulpienė) yra vienas iš labiausiai paplitusių apomiktinių augalų pavyzdžių. Šiuo atžvilgiu apomiksė dažnai pasitaiko augalų, priklausančių Poaceae-žolėms, Rosaceae ir Composite -asteraceae šeimos augalams.

Sudėtiniuose arba asteraceae apomiksis yra neišvengiama daugumos rūšių dauginimosi forma. Poaceae ir Rosaceae, priešingai, apomiksis keičiasi lytiniu dauginimu - apomiksiniu fakultatyviniu.

Tiksliau, apomiksė atsiranda keliose genose; Achillea, Arnica, Brachycome, Crepis, Conyza, Erigeron, Eupatorium, Hieracium, Parthenium ir Taraxacum.

Poaceae apomiksė iš pradžių buvo nustatyta Poa gentyje, vėliau ji buvo aprašyta įvairiose paniceose ir andropogoneose. Tarp Poaceae genčių galima išskirti Bothriochloa, Capillipedium, Cenchrus, Dichanthium, Heteropogon, Paspalum, Setaria, Sorghum ir Themeda.

Verdanti žolė (Eragrostis curvula). Šaltinis: USDA NRCS Tucson PMC

Verdanti žolė (Eragrostis curvula) yra maisto šaltinis, leidžiantis padidinti jautienos gamybą. Viena iš jos dauginimosi formų yra difosporinė apomiksė, kuri gali būti privaloma arba fakultatyvi.

Kiti apomiktinių augalų pavyzdžiai yra Rosaceae šeimos Sorbus-serbales- ir Crataegus-thorn gentyse. Taip pat Rubus fruticosus (bramble) rūšis ir žydinčių augalų gentis Hieracium, priklausanti Asteraceae šeimai.

Nuorodos

Aguilera, PM (2013). Apomiksinio lokuso genetika ir padėtis Paspalum L. Plicatula grupės rūšyse, nustatyta molekuliniais metodais. (Baigiamasis darbas) Šiaurės rytų nacionalinis universitetas. Žemės ūkio mokslų fakultetas. Šiaurės rytų botanikos institutas. („IBONE-CONICET“).
„Apomixis“ (2018) Vikipedija, nemokama enciklopedija. Atkurta: es.wikipedia.org
„Ferrari Felismino“, „Mariana“, „Pagliarini“, „Maria Suely“ ir „Borges do Valle“, „Cacilda“. (2010). Tarpspecifinių hibridų mejozinis elgesys tarp dirbtinai tetraploidizuoto lytinio Brachiaria ruziziensis ir tetraploidinio apomiktinio B. brizantha (Poaceae). Scientia Agricola, 67 (2), 191–197.
Martínez, EJ (2001). Apomiktinio dauginimosi paveldėjimas ir su charakteriu susijusių molekulinių žymenų identifikavimas Paspalum notatum (baigiamasis darbas) Tiksliųjų ir gamtos mokslų fakultetas. Buenos Airių universitetas.
Meier, MS, „Zappacosta“, DC, „Selva“, JP, Cervigni, G., ir „Echenique“, CV (2008). Apomiksis, jo tyrimas ir galimi naudojimo būdai. AgroUNS, V metai, Nr. 9. psl. 10–13.
Quero Carrillo, AR, Enríquez Quiroz, JF, Morales Nieto, CR ir Miranda Jiménez, L. (2010). Apomiksis ir jo svarba renkantis ir tobulinant atogrąžų pašarines žoles: apžvalga. Meksikos žurnalas apie gyvulininkystės mokslą, 1 (1), 25–42.

APOMIKSĖ: TIPAI, MECHANIZMAS, SVARBA IR PAVYZDŽIAI - MOKSLAS - 2025