Vegetativní reprodukce - Vegetative reproduction

Produkce nových jedinců podél okrajů listů letecké rostliny Kalanchoe pinnata . Malá rostlina vpředu je vysoká asi 1 cm. Tento proces rozšiřuje koncept „jednotlivce“.
Bryophyllum daigremontianum produkuje rostlinky podél okrajů jejích listů. Když jsou dostatečně zralí, spadnou a zakoření v jakékoli vhodné půdě pod nimi.
Vegetativní reprodukce ze stonku odřezaného méně než týden. Některé druhy jsou pro tento způsob šíření příznivější než jiné.
Cibulka Muscari je reprodukován vegetativně podzemí, aby se dvě žárovky, z nichž každá vytváří květní stopky.

Vegetativní reprodukce (také známá jako vegetativní rozmnožování , vegetativní množení nebo klonování ) je jakákoli forma nepohlavní reprodukce vyskytující se v rostlinách, ve kterých nová rostlina roste z fragmentu nebo odřezku mateřské rostliny nebo specializované reprodukční struktury.

Mnoho rostlin se takto přirozeně rozmnožuje, ale může být také indukováno uměle . Zahradníci vyvinuli techniky nepohlavního rozmnožování, které používají k replikaci rostlin vegetativní části rostlin. Úspěšnost a obtížnost šíření se velmi liší. Jednoděložným rostlinám typicky chybí vaskulární kambium , a proto je jejich rozmnožování náročnější.

Pozadí

Propagace rostlin je proces reprodukce rostlin druhu nebo kultivaru a může být sexuální nebo asexuální. Může se to stát použitím vegetativních částí rostlin, jako jsou listy , stonky a kořeny, k produkci nových rostlin nebo růstem ze specializovaných vegetativních částí rostlin.

Zatímco mnoho rostlin se množí vegetativním rozmnožováním, jen málokdy k reprodukci používají výhradně tuto metodu. Vegetativní reprodukce není evolučně výhodná; neumožňuje genetickou rozmanitost a mohlo by vést rostliny k akumulaci škodlivých mutací. Vegetativní reprodukce je upřednostňována, pokud umožňuje rostlinám produkovat více potomků na jednotku zdroje než reprodukce prostřednictvím produkce semen. Mladistvým rostlinám se obecně snáze množí vegetativně.

Ačkoli se většina rostlin normálně rozmnožuje sexuálně, mnohé se mohou množit vegetativně nebo k tomu lze přimět hormonální léčbu. Důvodem je, že meristematické buňky schopné buněčné diferenciace jsou přítomny v mnoha rostlinných tkáních.

Vegetativní rozmnožování je obvykle považováno za klonovací metodu. Kořenové řízky ostružiníku beztrnného ( Rubus fruticosus ) se však vrátí na trnitý typ, protože dobrodružný výhonek se vyvíjí z buňky, která je geneticky trnitá. Blackberry bez trnů je chiméra, s epidermálními vrstvami geneticky bez trnů, ale tkáň pod ní je geneticky trnitá.

Roubování často není úplnou klonovací metodou, protože jako podnože se používají sazenice. V takovém případě je klonální pouze vrchol rostliny. U některých plodin, zejména jablek, se podnože vegetativně množí, takže celý štěp může být klonální, pokud jsou potomkem i podnožím oba klony. Apomixis (včetně apospory a diplospory) je druh reprodukce, který nezahrnuje oplodnění. V kvetoucích rostlinách se produkují neoplozená semena nebo rostlinky, které rostou místo květin. Jestřábník ( Hieracium ), pampeliška ( Taraxacum ), některé citrusy ( Citrus ) a mnoho trav, jako je Kentucky bluegrass ( Poa pratensis ), všechny používají tuto formu nepohlavní reprodukce. Místo květů česneku se někdy tvoří bulbily .


Mechanismy

Tkáň Meristem umožňuje proces nepohlavní reprodukce. Obvykle se nachází ve stoncích, listech a špičkách stonků a kořenů a skládá se z nediferencovaných buněk, které se neustále dělí, což umožňuje růst rostlin a dává vznik rostlinným tkáňovým systémům. Schopnost meristémové tkáně kontinuálně se dělit umožňuje vegetativní šíření.

Další důležitou schopností, která umožňuje vegetativní rozmnožování, je schopnost vyvinout náhodné kořeny, které vznikají z jiných vegetativních částí rostlin, jako je stonek nebo listy. Tyto kořeny umožňují vývoj nových rostlin z částí těla z jiných rostlin.

Výhody a nevýhody

Výhody

Existuje několik výhod vegetativní reprodukce, zejména to, že produkované potomstvo jsou klony jejich mateřských rostlin. Pokud má rostlina příznivé vlastnosti, může i nadále předávat své výhodné genetické informace svým potomkům. Pro komerční pěstitele může být ekonomicky výhodné klonovat určitou rostlinu, aby byla zajištěna konzistence v jejich plodinách. Vegetativní rozmnožování také umožňuje rostlinám vyhnout se nákladnému a složitému procesu produkce orgánů pohlavní reprodukce, jako jsou květiny a následná semena a plody . Například vývoj kultivaru esa je extrémně obtížný, takže jakmile zemědělci vyvinou v lilii požadované vlastnosti, použijí roubování a pučení, aby zajistili konzistenci nového kultivaru a jeho úspěšnou produkci na komerční úrovni. Jak je však vidět na mnoha pestrobarevných rostlinách, neplatí to vždy, protože mnoho rostlin je ve skutečnosti chimérami a řízky mohou odrážet atributy pouze jedné nebo některých rodičovských buněčných linií. Vegetativní rozmnožování také umožňuje rostlinám obejít fázi nezralých sazenic a dosáhnout dospělejší fáze rychleji. V přírodě to zvyšuje šanci, že rostlina úspěšně dosáhne dospělosti, a komerčně to zemědělcům ušetří spoustu času a peněz, protože to umožní rychlejší převrácení plodin.

Vegetativní reprodukce nabízí výhody výzkumu v několika oblastech biologie a má praktické využití, pokud jde o zalesňování . Nejčastějším způsobem vegetativního rozmnožování lesními genetiky a šlechtiteli stromů bylo přemístění genů z vybraných stromů na nějaké vhodné místo, obvykle označované jako genová banka , klonová banka , sad s držením klonů nebo sad semen, kde lze jejich geny rekombinovat u potomků s rodokmenem .

Některé analýzy naznačují, že vegetativní reprodukce je charakteristická vlastnost, která zvyšuje pravděpodobnost invazivity druhů rostlin. Protože vegetativní reprodukce je často rychlejší než reprodukce sexuální, „rychle zvyšuje počet obyvatel a může přispět k obnově po narušení“ (jako jsou požáry a povodně).

Nevýhoda

Hlavní nevýhodou vegetativního rozmnožování je to, že brání genetické rozmanitosti druhů, což může vést ke snížení výnosů plodin . Rostliny jsou geneticky identické, a proto jsou citlivé na patogenní rostlinné viry , bakterie a houby, které mohou zničit celé plodiny.

Typy

Přírodní prostředky

Přirozené vegetativní rozmnožování je většinou proces nacházející se v bylinných a dřevnatých vytrvalých rostlinách a obvykle zahrnuje strukturální úpravy stonku , ačkoli jakákoli horizontální, podzemní část rostliny (ať už stonek, list nebo kořen ) může přispět k vegetativní reprodukci rostliny . Většina rostlinných druhů, které přežijí a významně se rozšiřují vegetativní reprodukcí, by byla trvalá téměř podle definice, protože specializované orgány vegetativní reprodukce, jako semena letniček, slouží k přežití sezónně náročných podmínek. Rostlina, která dlouhodobě přetrvává na místě vegetativním rozmnožováním jedinců, tvoří klonální kolonii .

V jistém smyslu tento proces není reprodukcí, ale procesem přežití a expanze biomasy jednotlivce. Když se jednotlivý organismus zvětšuje prostřednictvím buněčného násobení a zůstává neporušený, nazývá se tento proces „vegetativní růst“. Ve vegetativní reprodukci jsou však nové rostliny, které jsou výsledkem, novými jedinci téměř ve všech ohledech kromě genetických. Značně zajímavé je, jak se zdá, že tento proces resetuje hodiny stárnutí .

Jak již bylo zmíněno, rostliny se vegetativně množí uměle i přirozeně. Nejběžnější metody přirozené vegetativní reprodukce zahrnují vývoj nové rostliny ze specializovaných struktur dospělé rostliny. Kromě náhodných kořenů hrají důležitou roli ve schopnosti rostlin přirozeně se množit kořeny , které vznikají z jiných rostlinných struktur než kořen, jako jsou stonky nebo listy, upravené stonky , listy a kořeny. Nejčastěji upravenými stonky, listy a kořeny, které umožňují vegetativní rozmnožování, jsou:

Běžci

Běžci, známí také jako stoloni , jsou upravené stonky, které na rozdíl od oddenků vyrůstají ze stávajících stonků těsně pod povrchem půdy. Při jejich rozmnožování vytvářejí pupeny na upravených stoncích kořeny a stonky. Tyto pupeny jsou více oddělené než ty, které se nacházejí na oddenku.

Příkladem rostlin, které používají běháky, jsou jahody a rybíz .

Žárovky

Cibule jsou nafouknuté části stonku, ve kterých leží centrální výhonky nových rostlin. Obvykle jsou podzemní a jsou obklopeny baculatými a vrstvenými listy, které nové rostlině dodávají živiny .

Příklady rostlin, které používají cibule, jsou šalotka , lilie a tulipány .

Hlízy

Hlízy se vyvíjejí buď ze stonku, nebo z kořene. Hlízy stonků rostou z oddenků nebo běžců, které bobtnají při skladování živin, zatímco kořenové hlízy se šíří z kořenů, které jsou upraveny tak, aby ukládaly živiny a byly příliš velké a vytvářely novou rostlinu.

Příklady stonkových hlíz jsou brambory a sladké brambory a příklady kořenových hlíz jsou sladké brambory a jiřiny .

Corms

Hlízy jsou pevné zvětšené podzemní stonky, které ukládají živiny do své masité a pevné stonkové tkáně a jsou obklopeny listy papíry. Hlízy se liší od žárovek v tom, že jejich centra se skládají z pevné tkáně, zatímco žárovky se skládají z vrstvených listů.

Příklady rostlin, které používají hlízy, jsou mečík a taro .

Přísavky

Také známé jako kořenové klíčky , přísavky jsou stonky rostlin, které vznikají z pupenů na bázi stonků rodičovských rostlin nebo na kořenech.

Příklady rostlin, které používají přísavky, jsou jabloně , jilmy a banánovníky .

Rostlinky

Rostlinky jsou miniaturní struktury, které vznikají meristémem na okrajích listů, z nichž se nakonec vyvinou kořeny a vypadnou z listů, na kterých rostly.

Příkladem rostliny, která používá rostlinky, je Bryophyllum daigremontianum (syn. Kalanchoe daigremontianum ), která je také známá jako matka tisíců pro mnoho rostlin.

Keikis

Keikis jsou další odnože, které se vyvíjejí na vegetativních stoncích nebo květních stoncích několika rodů orchidejí .

Příklady rostlin, které používají keikis, jsou rody orchidejí Phalaenopsis , Epidendrum a Dendrobium .

Apomixis

Apomixis je proces nepohlavní reprodukce semenem, bez meiózy a oplodnění, generující klonální potomstvo mateřského původu.

Umělé prostředky

Vegetativní rozmnožování konkrétních kultivarů, které mají žádoucí vlastnosti, je velmi běžnou praxí. Zemědělci a zahradníci jej používají k produkci lepších plodin s požadovanými vlastnostmi. Nejběžnějšími způsoby umělého vegetativního množení jsou:

Řezání

Řezání je část rostliny, obvykle stopce nebo listu, je odříznut a vysazeny. Z řízků vyrostou náhodné kořeny a nakonec se vyvine nová rostlina. Obvykle jsou tyto řízky před vysazením ošetřeny hormony, aby vyvolaly růst.

Příklad: růže; ibišek.

Roubování

Roubování zahrnuje připevnění potomka nebo požadovaného řezu ke stonku jiné rostliny zvané zásoba, která zůstává zakořeněná v zemi. Nakonec se oba tkáňové systémy naroubují nebo integrují a vyvine se rostlina s vlastnostmi roubované rostliny, např. Mango, guava atd.

Vrstvení

Vrstvení je proces, který zahrnuje ohýbání větví nebo stonků rostlin tak, aby se dotýkaly země a byly pokryty zeminou. Náhodné kořeny se vyvíjejí z podzemní části rostliny, která je známá jako vrstva. Tento způsob vegetativní reprodukce se také vyskytuje přirozeně. Další podobná metoda, vrstvení vzduchem , zahrnovala škrábání a opětovnou výsadbu větví stromů, z nichž se vyvinuly stromy. Příkladem jsou Jasmine a Bougainvillea.

Sání

Výsavky rostou a tvoří hustou kompaktní podložku, která je připevněna k mateřské rostlině. Příliš mnoho výhonků může vést k menší velikosti plodin, takže přebytečné výhonky se prořezávají a zralé výhonky se přesazují do nové oblasti, kde se vyvinou do nových rostlin.

Tkáňová kultura

V tkáňové kultuře jsou rostlinné buňky odebírány z různých částí rostliny a kultivovány a pěstovány ve sterilizovaném médiu. Množství vyvinuté tkáně, známé jako kalus , se poté kultivuje v médiu nabitém hormony a nakonec se vyvine v rostlinky, které se poté vysadí a nakonec se vyvinou v dospělé rostliny.

Offset je spodní část jediného stébla s osou oddenku, která je jeho základem a kořeny. Jejich výsadba je nejpohodlnějším způsobem rozmnožování bambusu.


Viz také

Reference