Viljelykasveissa lisääntymistapa on kahta tyyppiä, nimittäin:
A. Aseksuaalinen lisääntyminen ja
B. Seksuaalinen lisääntyminen.
Nämä on kuvattu lyhyesti alla:
A. Aseksuaalinen lisääntyminen:
Kasvien lisääntyminen ilman uros- ja naarassukusolujen fuusiota tunnetaan suvuttomana lisääntymisenä. Aseksuaalinen lisääntyminen voi tapahtua joko vegetatiivisten kasvinosien tai vegetatiivisten alkioiden kautta, jotka kehittyvät ilman sukupuolista fuusiota (apomixis).
Siten aseksuaalista lisääntymistä on kahta tyyppiä, nimittäin:
(1) Vegetatiivinen lisääntyminen ja
(2) Apomixis.
(1) Kasvillinen lisääntyminen:
Vegetatiivisella lisääntymisellä tarkoitetaan kasvien lisääntymistä erilaisten kasvullisten kasvinosien avulla.
Vegetatiivista lisääntymistä on jälleen kahta tyyppiä, nimittäin:
i) luonnollinen kasvullinen lisääntyminen ja
ii) Keinotekoinen kasvullinen lisääntyminen.
(i) Luonnollinen vegetatiivinen lisääntyminen:
Luonnossa tiettyjen kasvien lisääntyminen tapahtuumaanalaiset varret, maanalaiset varret, juuret ja sipulit. Joissakin viljelykasveissa maanalaiset varret (muuntunut varsiryhmä) synnyttävät uusia kasveja. Maanalaisia varsia on neljää tyyppiä: ns. juurakko, mukula, mukulaja polttimo.
Alla on esimerkkejä kasveista, jotka lisääntyvät maanalaisten varsien avulla:
a. juurakko:
Kurkuma (Curcuma domestica), inkivääri (Zingiber officinale).
b. Mukula:
Peruna (Solarium tuberosum).
c. Varsimukula:
Arvi (Colocasia esculenta), Bunda (C. antiquorum).
d. Polttimo:
Valkosipuli (Allium sativum), sipuli (A. cepa).
Subaerial varret ovat juoksija, tikkari, stolon jne. Nämä varret johtavat vegetatiiviseen lisääntymiseen mintun (Mentha sp.) ruusussa, mansikassa, banaanissa jne. Sipulit ovat muunneltuja kukkamuotoja. Ne kehittyvät kasveiksi putoaessaan maahan. Sipuleita löytyy valkosipulista.
Joissakin kasveissa lisääntyminen tapahtuu jopa juurien kautta. Sitrushedelmissä normaalit juuret synnyttävät uusia kasveja ja bataatissa mukulajuuret synnyttävät uusia kasveja.
(ii) Keinotekoinen vegetatiivinen lisääntyminen:
Kasvien lisääntyminen kasvullisilla osilla keinotekoisella menetelmällä tunnetaan keinotekoisena kasvullisena lisääntymisenä. Tällainen lisääntyminen tapahtuu varren ja juurien pistokkailla sekä kerrostamalla, varttamalla ja varttamalla.
Alla on esimerkkejä tällaisesta kopioinnista:
a. Varren pistokkaat:
Sokeriruoko (Saccharum sp.), viinirypäleet (Vitis vinifera) ruusut jne.
b. Juuren pistokkaat:
Bataatti, sitruuna, sitruuna jne.
Kerrostusta, oksastusta ja gooteea käytetään hedelmä- ja koristekasveissa.
Merkitys:
Vegetatiivisella lisääntymisellä on useita etuja.
Tärkeimmät edut on esitetty alla:
a. Se johtaa suurella tarkkuudella saman genotyypin jatkuvuuteen, koska kaikilla aseksuaalisesti lisääntyvän kasvin jälkeläisillä on samanlainen genotyyppi ja fenotyyppi.
b. Se on hyödyllinen hankittaessa suuri määrä geneettisesti identtisiä genotyypin yksilöitä heterotsygoottisuuden asteesta riippumatta.
c. Jalostusohjelman missä tahansa vaiheessa esiintyvät lupaavat yksilöt voidaan helposti poimia ja ylläpitää aseksuaalisen lisääntymisen avulla.
d. Se hyödyntää toivottuja silmumutaatioita. Mutantteja voidaan vapauttaa suoraan lajikkeina.
(2) Apomixis:
Apomixis tarkoittaa siementen kehittymistä ilman seksuaalista fuusiota (hedelmöitystä). Apomiksiksessa alkio kehittyy ilman hedelmöitystä. Näin ollen apomixis on suvuton lisääntymiskeino. Apomixis esiintyy monissa viljelykasvilajeissa. Joidenkin lajien lisääntyminen tapahtuu vain apomiksiksen kautta.
Tätä apomiksia kutsutaan pakolliseksi apomiksiksi. Mutta joissakin lajeissa esiintyy myös sukupuolista lisääntymistä apomiksiksen lisäksi. Tällainen apomiksis tunnetaan fakultatiivisena apomiksiksena.
Apomiksisia on neljää tyyppiä, nimittäin:
i) partenogeneesi,
(ii) apogamia,
(iii) Apospory ja
(iv) Adventiivinen alkio.
Niitä käsitellään lyhyesti seuraavasti:
(i) Parthenogeneesi:
Parthenogeneesi tarkoittaa alkion kehittymistä munasolusta ilman hedelmöitystä.
Sitä on kahta tyyppiä, nimittäin:
(a) Haploidi ja
(b) Diploidi.
Kun alkio kehittyy haploidisesta munasolusta, sitä kutsutaan haploidiseksi partenogeneesiksi. Kasvit, jotka kehittyvät tällaisista alkioista, ovat haploideja ja steriilejä. Haploidista partenogeneesiä löytyy Solanum nigrumista.
Joskus alkiopussi kehittyy ilman pelkistysjakoa. Tällainen alkiopussi ja kaikki sen sisällä olevat solut ovat diploideja. Se synnyttää diploidisia alkioita. Tällainen partenogeneesi tunnetaan diploidisena partenogeneesinä, ja sitä on raportoitu heinäkasveissa, kuten Taraxacum. Kasvilajeissa, kuten tupakassa ja riisissä, siitepölynjyvät voivat kehittyä alkioksi. Tätä alkioiden kehittymistä siitepölyistä tai ponneista kutsutaan androgeneesiksi.
Partenogeneesiin on useita syitä.
Tärkeimmät syyt ovat:
a) siitepölyputken kyvyttömyys poistaa sisältöä alkiopussin sisällä,
(b) Riittämätön vetovoima uros- ja naarassolujen välillä,
c) siittiöiden varhainen rappeutuminen,
(d) Erittäin pitkä tyyli,
(e) Schlerenkymatoottinen tyyli.
f) lyhyt siitepölyputki,
g) siitepölyputken hidas kasvunopeus,
h) pölytyksen stimulointi ilman siitepölyputkea ja
(i) Yhteensopimattomuus.
Partenogeneesi voidaan indusoida keinotekoisesti neljällä päätavalla:
a) stimuloimalla laajalti sukua olevaa siitepölyä tai vierasta siitepölyä,
b) alhaisella lämpötilalla,
c) pölyttämällä röntgensäteilytetyillä siitepölyillä ja
(d) Käsittelemällä tietyillä kemikaaleilla, kuten belvitonilla.
Kaikki nämä auttavat indusoimaan munasolun partenogeneettistä kehitystä.
(ii) Apogamia:
Alkion alkuperää joko alkiopussin synergideistä tai antipodaalisista soluista kutsutaan apogamiaksi.
Sitä on kahta tyyppiä, nimittäin:
(a) Haploidi apogamia ja
(b) Diploidi apogamia.
Synergidit tai antipodaaliset solut voivat olla haploideja tai diploideja.
Jos alkio kehittyy haploidisista synergideistä tai antipodaalisista soluista, sitä kutsutaan haploidiksi apogamiaksi. Kun alkio kehittyy diploidisista synergideistä tai antipodaalisista soluista, sitä kutsutaan diploidiseksi apogamiaksi. Diploidista apogamiaa on raportoitu Alliumissa, Iriksessa ja monissa muissa lajeissa.
(iii) Aposporit:
Aposporissa ensimmäinen alkion ulkopuolella oleva diploidisolu kehittyy toiseksi alkiopussiksi ilman pelkistystä. Sitten alkio kehittyy suoraan diploidisesta munasolusta ilman hedelmöitystä.
Aposporia on kahta tyyppiä: nimittäin:
(a) Generatiivinen apospory ja
(b) Somaattinen aposporio.
Alkion alkuperä archesporiumin solusta kehittyneestä alkiopussista tunnetaan generatiivisena aposporina, kuten Partheniumissa. Kun alkio on peräisin alkiopussista, joka on kehittynyt joko tuman tai ihokudoksen solusta, sitä kutsutaan somaattiseksi aposporiksi. Tätä löytyy Malus-, Crepis-, Poa- ja monista muista viljelykasveista.
(iv) Adventiivinen alkio:
Alkion kehittymistä suoraan munasolun diploidisista soluista, jotka sijaitsevat joko tumaan tai ihosoluihin kuuluvan alkiopussin ulkopuolella, kutsutaan adventiiviseksi alkioksi. Ei tuota toista alkiopussia, kuten aposporia. Tämä on eräänlainen sporofyyttinen orastava, joka on hyvin yleinen sitrushedelmissä ja mangoissa.
Apomixis luokitellaan myös toistuvaksi (2n) ja ei-toistuvaksi (n). Toistuvassa apomiksissa alkiopussi kehittyy diploidisista soluista. Kromosomimäärä ei vähene ja kaikki alkiopussin solut ovat diploideja. Tämä prosessi toistuu sukupolvelta toiselle, ja siksi sitä kutsutaan toistuvaksi apomiksiksi.
Se sisältää:
a) Diploidi partenogeneesi,
(b) Diploidi apogamia ja
(c) Apospory.
Ei-toistuvassa apomiksissa alkiopussi koostuu tavallisista haploidisista soluista. Tällä menetelmällä tuotetut kasvit sisältävät haploidisia kromosomeja ja ovat yleensä steriilejä. Tämä prosessi ei toistu sukupolvelta toiselle, ja siksi sitä kutsutaan ei-toistuvaksi apomiksiksi. Se sisältää haploidin partenogeneesin ja haploidin apogamian.
Rooli kasvinjalostuksessa:
Apomixisilla on useita hyödyllisiä sovelluksia kasvinjalostuksessa.
Tärkeät sovellukset on lueteltu alla:
1.Puhtaiden linjojen nopea tuotanto:
Apomixis on tehokas keino puhtaiden linjojen nopeaan tuotantoon. Haploidinen partenogeneesi synnyttää haploidisia kasveja, jotka kolkisiinikäsittelyn jälkeen tuottavat diploidisia puhtaita linjoja, joita voidaan käyttää kasvinjalostusohjelmissa.
2.Superior-genotyyppien ylläpito:
Ylivoimainen kasvityyppi, joka tuottaa siemeniä apomiktisillä keinoilla, leipoo yleensä emokasvin ominaisuuksille. Siten apomiksis on hyödyllinen emokasvin ominaisuuksien säilyttämisessä sukupolvelta toiselle.
3.Heteroosin säilyminen:
Joissakin tapauksissa hybridivoima voidaan säilyttää useiden sukupolvien ajan käyttämällä toistuvaa apomiksia.
B. Seksuaalinen lisääntyminen:
Kasvien lisääntyminen alkioiden kautta, jotka ovat kehittyneet uros- ja naarassukusolujen fuusiossa, tunnetaan seksuaalisena lisääntymisenä. Kaikki siemeniä lisäävät lajit kuuluvat tähän ryhmään. Uudet kasvit syntyvät alkioista, jotka ovat kehittyneet uros- ja naarassukusolujen fuusiossa.
Seksuaalisen lisääntymisen pääpiirteet on esitetty alla:
i. Alkio kehittyy miehen ja naisen sukusolujen fuusiossa.
ii. Uros- ja naaraspuoliset sukusolut muodostuvat kukassa. Ensimmäiset mikroitiöt ja megasporit muodostuvat ponneissa ja munasoluissa, vastaavasti, meioottisen solujakautumisen seurauksena. Tämä prosessi tunnetaan sporogeneesinä. Sitten siittiöt ja munasolut muodostuvat mikroitiöissä ja megasporeissa mitoottisen solun jakautumisen seurauksena. Tätä prosessia kutsutaan gametogeneesiksi.
iii. Miesten ja naaraspuolisten sukusolujen yhdistyminen johtaa hedelmöittymiseen ja tsygootin muodostumiseen. Tsygootista kehittyy diploidi alkio, jota käytetään seksuaaliseen lisääntymiseen.
iv. Suurin osa viljelykasveista lisääntyy seksuaalisen lisääntymisen kautta.
Sukupuolisella lisääntymisellä on tärkeä rooli viljelykasvien suuren geneettisen vaihtelun luomisessa ja ylläpitämisessä, mikä on välttämätöntä sadon parantamisen kannalta.
Tällaisissa lajeissa geneettistä vaihtelua voidaan luoda – (1) risteytyksellä, (2) hybridisaatiolla ja (3) polyploidialla. Lisäksi seksuaalinen lisääntyminen tarjoaa mahdollisuuksia yhdistää haluttuja geenejä eri lähteistä. Ristikkäisyyttä tapahtuu vain meioosin aikana ja se johtaa uusiin geeniyhdistelmiin. Ristikkäisyyttä ei tapahdu suvuttomasti lisääntyvissä lajeissa. Aseksuaalisesti lisääntyvissä lajeissa vaihtelu syntyy vain somaattisten mutaatioiden kautta.
Aiheeseen liittyvät artikkelit: