APOMIXIS: TÍPUSOK, MECHANIZMUS, FONTOSSÁG ÉS PÉLDÁK - TUDOMÁNY - 2025

Az apomixis bizonyos fajok vetőmagokon keresztüli reprodukciójának egyik formája. Ennek eredményeként genetikailag azonos generáció áll az anyanövényhez. Az apomixis etimológiai jelentése a görög "apo" -ból származik, amely azt jelenti - hiány vagy hiány -, és a "mixist", amely jelzi - keverékből vagy unióból. Valójában az apomixis során a férfi és női ivarsejtek nem alakulnak ki az embrió kialakulásakor.

Az apomikus növények az evolúció szempontjából nem fejezik ki az adaptív előnyöket, amelyeket a szexuális szaporodás biztosít. Az apomixis azonban olyan mechanizmus, amely lehetővé teszi a genotípusok fenntartását az adott környezeti feltételekhez igazítva.

A pitypang (Taraxacum officinalis) az egyik fő apomtikus faj. Forrás: pixabay.com

Apomixis esetén a reproduktív mechanizmus megkerüli a szexuális folyamatot, és lehetővé teszi a növénynek, hogy szaporodjon a magokon. Ebben a folyamatban a meiozis, az embriók képződése a megtermékenyítésből és az életképes endospermium kialakulása nem fordul elő.

Az apomiktikus növények magjai a petesejt anyai szöveteiből képződnek, megkerülve a meiosist és a megtermékenyülést. Ez a szaporodás gyakori a Poaceae család legtöbb fajában, valamint az Asteraceae, Rosaceae és Rutaceae nemzetségekben.

Ha ezt a kapacitást át lehetne helyezni olyan agronómiai jelentőségű növényekre, mint a kukorica és a búza, akkor hasznos genetikai javítóművé válhat, mivel felhasználása elősegítené a kiváló genotípusokból nyert élelmiszerek mennyiségét és minőségét.

típusai

Három különféle mechanizmus ismert, amelyek révén a növények apomixis útján szaporodnak. Gametophytic apomixis diplosporia és aposporia miatt, sporophytic apomixis vagy véletlen embrió.

Diplosporia

A diplosporia egy nemzexuális szaporodási mechanizmus vagy apomixis, ahol az embrió nem redukált embriózsákból származik. Ennek eredményeként az új embrió azonos kromoszóma-számmal rendelkezik, mint az eredeti anyanövény.

Ez egy olyan folyamat, amely akkor fordul elő, amikor az embrió zsák vagy a női gametofita anyasejt közvetlenül az embrióból fejlődik ki. Diploid parthenogenesis néven is ismert, és diploid embrió jelenléte jellemzi.

Aposporia

Az Aposporia apoktikus vagy nem szexuális reprodukciós mechanizmus, ahol az embriózsák szomatikus sejtekből származik. Az embrió zsák valamilyen szomatikus sejtből származik, amely az embrió zsákjának őssejtét körülvevő részecskében vagy nucela-ban található.

Ebben az esetben gametofita alakul ki, de meiozis nem fordul elő; az embrió szintén diploid. Ebben a folyamatban a kromoszómaszám nem csökken, amelyet a petesejt partenogenezisével vagy apomiktikus fejlődésével egészítenek ki.

A Paspalum dilatatum, aposzporikus faj. Forrás: Jebulon

Véletlen embrió

Nucellar embriónak vagy sporophytic apomixis-nek nevezzük, ez a magvak általi szexuális reprodukció vagy a citrusfélékben gyakori apomixis. Ebben az esetben nem figyelhető meg az embrió zsák kialakulása, mivel az embrió diploid sporofitából fejlődik ki.

Az embrió valójában egy szomatikus sejtből származik, az anyanövény petesejt szintjén. Később egymást követő mitotikus megoszlások útján alakul ki, sem a meiozis folyamatban, sem a női gametofit kialakulásában nem fordul elő.

Gépezet

Az apomixis az embrionális folyamatok bizonyos szakaszaiban bekövetkező módosítások eredménye, amelyek alapvetőek a szexuális szaporodásban. Ebben az esetben a kromoszóma számának csökkentése és a meiotikus folyamat, beleértve a véletlenszerű uniót és a ivarsejtek fúzióját.

Valójában az apomixis során ezek az embrionális változások képesek letiltani a meiotikus folyamatot és annak termékeit. Hasonlóképpen, a parthenogenetikus fejlődés révén elkerülik vagy felváltják a megtermékenyítési folyamatot.

Az apomixisban négy embrionális folyamat különbözteti meg a szexuális szaporodástól:

Apomeiosis

Ez egy olyan folyamat, amely akkor fordul elő, amikor sporofitikus struktúrák alakulnak ki a makroszpóra-megaspóra meiotikus redukciója vagy degenerálása nélkül. Ez a meiotikus folyamat egyszerűsítését jelenti, és mind a diplosporia, mind az aposporia esetében előfordulnak.

Az embrió zsák fejlődése

Apomixis esetén a citológiailag nem redukált sejtek (2 ⁿ) képesek kifejleszteni az embrió zsákot. Aposporikus apomiktikus fajok esetében az embrió zsák a magvak primordiumának vagy nucelajának belső részéből fejlődik ki.

Szűznemzés

Embrionális folyamat, amelynek eredményeként az embrió közvetlenül a petesejtből képződik, előzetes megtermékenyítés nélkül. Vagyis a petesejt apoktikus fejlődése egy új növény megtermékenyítés nélküli petesejtből történő előállításához.

A véletlen embriófolyamat a citrusfélékben gyakori. Forrás: pixabay

pszeudogámia

Azoknak az apomikus növényeknek a folyamata, amelyek beporzást igényelnek annak ellenére, hogy az anyasejt megtermékenyítése nélkül fejlődnek ki. Az endospermium a hím ivarsejt és az embrió zsák sejtjeinek poláris magjaival való fúziójából jön létre.

Valójában a gametophytic apomixis folyamatokban a női és férfi ivarsejtek fúziója vagy a kettős megtermékenyülés elnyomódik. Annak ellenére, hogy a poláris magok megtermékenyülése megszakad, az endospermium önállóan fejlődik ki.

fontosság

Az Apomixis hatékony módszer vetőmagok és új fajok rövid időn belüli előállítására. Valójában lehetővé teszi új, jobb hozammal és magasabb fenotípusú minőségű hibrid fajták létrehozását.

Az apomixis révén megakadályozzuk a hibridekben szereplő bizonyos karakterek elvesztését. Funkcionális mechanizmusként működik a betegségtől mentes növények termesztésénél, és magasabb terméshozamot és termőképességet érhet el.

Példák

A Taraxacum officinalis (pitypang) az apomiktikus növények egyik leggyakoribb példája. Ebben a tekintetben az apomixis gyakran előfordul a Poaceae-füvek, a Rosaceae és a Composite -asteraceae család növényeiben.

A kompozitokban vagy az asteraceae-ban az apomixis a legtöbb faj szaporodásának elkerülhetetlen formája. Éppen ellenkezőleg, Poaceae-ban és Rosaceae-ban az apomixis felváltva a szexuális szaporodással - apomixis fakultatív- val.

Pontosabban, az apomixis több nemzetségben fordul elő; Achillea, Arnica, Brachycome, Crepis, Conyza, Erigeron, Eupatorium, Hieracium, Parthenium és Taraxacum.

A poaceae-ban az apomixist kezdetben a Poa nemzetségben azonosították, később különféle paniceákban és andropogoneákban ismertették. A Poaceae nemzetségei közül a Bothriochloa, a Capillipedium, Cenchrus, a Dichanthium, a Heteropogon, a Paspalum, a Setaria, a Sorghum és a Themeda nemzetségek közül említhetők meg.

Síró fű (Eragrostis curvula). Forrás: USDA NRCS Tucson PMC

A síró fű (Eragrostis curvula) olyan élelmiszer-forrás, amely lehetővé teszi a marhahús termelésének növelését. A szaporodás egyik formája a diplosporos apomixis, amely kötelező vagy fakultatív lehet.

Az apomiktikus növények további példái a Rosaceae család Sorbus-serbales- és Crataegus-thorn nemzetségében találhatók. Csakúgy, mint a Rubus fruticosus (kacsa) és az Asteraceae családba tartozó Hieracium virágos növények nemzetsége.

Irodalom

1. Aguilera, PM (2013). Az apomixis lókusz genetikája és elhelyezkedése a Paspalum L. Plicatula csoport fajaiban molekuláris technikákkal. (Diplomamunka) Északkeleti Nemzeti Egyetem. Agrártudományi Kar. Északkeleti Botanikai Intézet. (IBONE-CONICET).
2. Apomixis (2018) Wikipedia, a Ingyenes enciklopédia. Helyreállítva: es.wikipedia.org
3. Ferrari Felismino, Mariana, Pagliarini, Maria Suely és Borges do Valle, Cacilda. (2010). A fajok közötti hibridek mezotikus viselkedése a mesterségesen tetraploidizált szexuális Brachiaria ruziziensis és a tetraploid apomictic B. brizantha (Poaceae) között. Scientia Agricola, 67 (2), 191-197.
4. Martínez, EJ (2001). Az apomiktikus reprodukció örökölése és a karakterhez kapcsolódó molekuláris markerek azonosítása a Paspalum notatumban (Diplomamunka) Pontos és Természettudományi Kar. Buenos Aires-i Egyetem.
5. Meier, MS, Zappacosta, DC, Selva, JP, Cervigni, G., és Echenique, CV (2008). Apomixis, annak vizsgálata és lehetséges felhasználásai. AgroUNS, V. év, Nº 9. 10-13.
6. Quero Carrillo, AR, Enríquez Quiroz, JF, Morales Nieto, CR, és Miranda Jiménez, L. (2010). Az Apomixis és annak jelentősége a trópusi takarmány fűfélék kiválasztásában és javításában: áttekintés. Mexican Journal of Livestock Sciences, 1 (1), 25–42.