Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из вегетативного клонирования )
Перейти к навигации Перейти к поиску
О вегетативном размножении животных и грибов см. Почкование .
Производство новых особей по краю листа воздушного растения Kalanchoe pinnata . Небольшое растение впереди около 1 см высотой. Понятие «индивидуум» этим процессом растягивается.
Bryophyllum daigremontianum дает ростки по краям листьев. Когда они достаточно созреют, они опадают и укореняются в любой подходящей почве.
Вегетативное размножение стеблевым черенком моложе недели. Некоторые виды более приспособлены к этому способу размножения, чем другие.
Луковица мускари размножилась вегетативно под землей и образовала две луковицы, каждая из которых дает стебель цветка.

Вегетативное размножение (также известное как вегетативное размножение , вегетативное размножение или клонирование ) - это любая форма бесполого размножения , имеющая место у растений, при которых новое растение вырастает из фрагмента родительского растения или специальной репродуктивной структуры. [1]

Многие растения размножаются естественным путем, но это также можно вызвать искусственно . Садоводы разработали методы бесполого размножения, которые используют вегетативные части растений для воспроизведения растений. Показатели успеха и сложность распространения сильно различаются. Однодольные растения обычно лишены сосудистого камбия, поэтому их труднее размножать.

Фон [ править ]

Размножение растений - это процесс размножения растений определенного вида или сорта, который может быть половым или бесполым. Это может происходить за счет использования вегетативных частей растений, таких как листья , стебли и корни, для создания новых растений или за счет роста из специализированных вегетативных частей растений. [2]

Хотя многие растения размножаются путем вегетативного размножения, они редко используют исключительно этот метод для размножения. Вегетативное размножение не выгодно с точки зрения эволюции; он не допускает генетического разнообразия и может привести к накоплению вредных мутаций в растениях. [3] Вегетативное размножение приветствуется, когда оно позволяет растениям производить больше потомства на единицу ресурса, чем размножение за счет производства семян. [4] В целом молодые растения легче размножаются вегетативно. [5]

Хотя большинство растений обычно размножаются половым путем, многие из них могут размножаться вегетативно или могут быть стимулированы к этому с помощью гормональной терапии. Это связано с тем, что меристематические клетки, способные к клеточной дифференцировке , присутствуют во многих тканях растений.

Вегетативное размножение обычно считается методом клонирования . [6] Однако корневые черенки ежевики без шипов ( Rubus fruticosus ) вернутся к колючему типу, потому что придаточный побег развивается из генетически колючей клетки. Ежевика без шипов - это химера, эпидермальные слои которой генетически лишены шипов, но ткань под ней генетически колючая. [7]

Прививка часто не является полным методом клонирования, потому что саженцы используются в качестве подвоев. В этом случае клональной является только верхушка растения. У некоторых культур, особенно у яблок, подвои размножаются вегетативно, поэтому весь привой может быть клональным, если и привой, и подвой являются клонами. Апомиксис (включая апоспорию и диплоспорию) - это тип размножения, не связанный с оплодотворением. У цветковых растений образуются неоплодотворенные семена или проростки, которые растут вместо цветов. Ястребиник ( Hieracium ), одуванчик ( Taraxacum ), некоторые цитрусовые ( Citrus ) и многие травы, такие как мятлик Кентуккийский ( Poa pratensis ), используют эту форму бесполого размножения.Вместо цветков чеснока иногда образуются луковицы .


Механизмы [ править ]

Ткань меристемы делает возможным бесполое размножение. Обычно он находится в стеблях, листьях и кончиках стеблей и корней и состоит из недифференцированных клеток , которые постоянно делятся, что позволяет растениям расти и давать начало тканевым системам растений. Способность ткани меристемы непрерывно делиться позволяет происходить вегетативному размножению. [8]

Еще одна важная способность, обеспечивающая вегетативное размножение, - это способность образовывать придаточные корни, которые возникают из других вегетативных частей растений, таких как стебель или листья. Эти корни позволяют развиваться новым растениям из частей тела других растений. [9]

Преимущества и недостатки [ править ]

Преимущества [ править ]

Есть несколько преимуществ вегетативного размножения, в основном то, что полученное потомство является клонами своих родительских растений. Если растение имеет благоприятные черты, оно может продолжать передавать полезную генетическую информацию своему потомству. Коммерческим производителям может быть экономически выгодно клонировать определенное растение, чтобы обеспечить единообразие выращиваемых культур. [10] Вегетативное размножение также позволяет растениям избежать дорогостоящего и сложного процесса производства органов полового размножения, таких как цветы и последующие семена и плоды . [11] Например, выращивание сорта асаЭто чрезвычайно сложно, поэтому, как только фермеры разовьют желаемые черты лилии, они используют прививку и окулировку, чтобы гарантировать постоянство нового сорта и его успешное производство на коммерческом уровне. Однако, как можно увидеть на многих пестролистных растениях, это не всегда применимо, потому что многие растения на самом деле являются химерами, и черенки могут отражать атрибуты только одной или нескольких родительских клеточных линий. Вегетативное размножение также позволяет растениям обойти фазу незрелых проростков и быстрее достичь зрелой фазы. [12]В природе это увеличивает шансы растения на успешное созревание, а с коммерческой точки зрения это экономит фермерам много времени и денег, поскольку позволяет быстрее переворачивать урожай. [13]

Вегетативное размножение дает исследовательские преимущества в нескольких областях биологии и имеет практическое применение, когда дело касается облесения . Чаще всего лесные генетики и селекционеры использовали вегетативное размножение для перемещения генов с выбранных деревьев в какое-либо удобное место, обычно обозначаемое как банк генов , банк клонов, сад с клонами или семенной сад, где их гены могут быть рекомбинированы. в породистом потомстве. [13]

Некоторые анализы предполагают, что вегетативное размножение - это характеристика, повышающая вероятность того, что какой-либо вид растений станет инвазивным. Поскольку вегетативное размножение часто происходит быстрее, чем половое, оно «быстро увеличивает популяцию и может способствовать восстановлению после беспокойства» (например, пожаров и наводнений). [14]

Недостаток [ править ]

Основным недостатком вегетативного размножения является то, что оно препятствует генетическому разнообразию видов, что может привести к снижению урожайности сельскохозяйственных культур . [15] [16] Растения генетически идентичны и, следовательно, все восприимчивы к патогенным вирусам растений , бактериям и грибам, которые могут уничтожить целые посевы. [17]

Типы [ править ]

Естественные средства [ править ]

Естественное вегетативное размножение - это в основном процесс, наблюдаемый у травянистых и древесных многолетних растений, и обычно включает структурные модификации стебля , хотя любая горизонтальная подземная часть растения (будь то стебель, лист или корень ) может способствовать вегетативному размножению растения. . Большинство видов растений, которые выживают и значительно расширяются за счет вегетативного размножения, будут многолетними почти по определению, поскольку специализированные органы вегетативного размножения, такие как семена однолетних растений, служат для выживания в сезонсуровые условия. Растение, сохраняющееся в определенном месте за счет вегетативного размножения особей в течение длительного периода времени, составляет клональную колонию .

В некотором смысле это процесс не воспроизводства, а процесс выживания и увеличения биомассы индивидуума. Когда отдельный организм увеличивается в размере за счет размножения клеток и остается нетронутым, этот процесс называется «вегетативным ростом». Однако при вегетативном размножении новые растения, которые появляются в результате, являются новыми особями почти во всех отношениях, кроме генетических. Значительный интерес представляет то, как этот процесс сбрасывает часы старения . [18]

Как упоминалось выше, растения размножаются вегетативно как искусственно, так и естественным путем. Наиболее распространенные методы естественного вегетативного размножения включают развитие нового растения из специализированных структур зрелого растения. Помимо придаточных корней , корни, которые возникают из структур растений, отличных от корня, таких как стебли или листья, модифицированные стебли , листья и корни, играют важную роль в способности растений к естественному размножению. Наиболее распространенными модифицированными стеблями, листьями и корнями, допускающими вегетативное размножение, являются: [19]

Бегуны [ править ]

Также известные как столоны , побеги представляют собой модифицированные стебли, которые, в отличие от корневищ, вырастают из существующих стеблей чуть ниже поверхности почвы. По мере размножения почки на модифицированных стеблях производят корни и стебли. Эти почки более разделены, чем те, что находятся на корневище. [20]

Примерами растений, которые используют побеги, являются клубника и смородина .

Луковицы [ править ]

Луковицы - это надутые части стебля, внутри которых лежат центральные побеги новых растений. Обычно они находятся под землей и окружены пухлыми слоистыми листьями, которые обеспечивают новое растение питательными веществами . [21]

Примерами растений, которые используют луковицы, являются лук-шалот , лилии и тюльпаны .

Клубни [ править ]

Клубни развиваются либо из стебля, либо из корня. Стволовые клубни растут из корневищ или побегов, которые набухают из-за накопления питательных веществ, в то время как корневые клубни размножаются из корней, которые модифицированы для хранения питательных веществ, становятся слишком большими и дают новое растение. [20]

Примерами стеблевых клубней являются картофель и ямс, а примерами корневых клубней - сладкий картофель и георгины .

Клубнелуковицы [ править ]

Клубнелуковицы представляют собой твердые увеличенные подземные стебли, которые хранят питательные вещества в своей мясистой и твердой ткани стебля и окружены бумажными листьями. Клубнелуковицы отличаются от луковиц тем, что их центр состоит из твердой ткани, а луковицы состоят из слоистых листьев. [22]

Примеры растений, которые используют клубнелуковицы, - гладиолусы и таро .

Присоски [ править ]

Также известные как корневые побеги , присоски - это стебли растений, которые возникают из почек на основе стеблей родительских растений или на корнях. [23]

Примерами растений, которые используют присоски, являются яблони , вяз и банановые деревья .

Саженцы [ править ]

Проростки - это миниатюрные структуры, которые возникают из меристемы на краях листьев, которые в конечном итоге развивают корни и опадают с листьев, на которых они росли. [24]

Примером растения, использующего всходы, является Bryophyllum daigremontianum (син. Kalanchoe daigremontianum ), который также известен как мать тысяч из- за своих многочисленных ростков.

Кейкис [ править ]

Кейки - это дополнительные побеги , которые развиваются на вегетативных стеблях или цветоножках нескольких родов орхидей . [12]

Примерами растений, которые используют кейкис, являются орхидеи родов Phalaenopsis , Epidendrum и Dendrobium .

Апомиксис [ править ]

Апомиксис - это процесс бесполого размножения семенами в отсутствие мейоза и оплодотворения, порождающий клональное потомство материнского происхождения. [25]

Искусственные средства [ править ]

Вегетативное размножение определенных сортов , обладающих желаемыми характеристиками, является очень распространенной практикой. Он используется фермерами и садоводами для получения лучших культур с желаемыми качествами. Наиболее распространенными методами искусственного вегетативного размножения являются: [19]

Резка [ править ]

Резка является частью растения, как правило , стебель или лист, отрезают и высаживают. Из черенков вырастают придаточные корни, и в конечном итоге развивается новое растение. Обычно эти черенки перед посадкой обрабатывают гормонами , чтобы вызвать рост. [26]

Пример: роза; гибискус.

Прививка [ править ]

Прививка включает прикрепление побега или желаемого черенка к стеблю другого растения, называемого подвояом, которое остается укорененным в земле. В конце концов обе тканевые системы прививаются или интегрируются, и развивается растение с характеристиками привитого растения [27], например манго, гуава и т. Д.

Наслоение [ править ]

Наслоение - это процесс, который включает сгибание ветвей или стеблей растений так, чтобы они касались земли и были покрыты почвой. Придаточные корни развиваются из подземной части растения, известной как слой. Этот способ вегетативного размножения также происходит естественным путем. Другой аналогичный метод, воздушное наслаивание , включал соскабливание и повторную посадку ветвей деревьев, которые превращаются в деревья, например, жасмин и бугенвиллея. [28]


Сосать [ править ]

Присоски разрастаются и образуют плотный компактный коврик, который прикрепляется к родительскому растению. Слишком большое количество присосок может привести к уменьшению размера урожая, поэтому лишние присоски обрезаются , а зрелые присоски пересаживаются на новую территорию, где они развиваются в новые растения. [29]

Культура тканей [ править ]

В культуре тканей растительные клетки берут из различных частей растения и выращивают в стерилизованной среде. Масса развитой ткани, известная как каллус , затем культивируется в среде, насыщенной гормонами, и в конечном итоге превращается в проростки, которые затем высаживаются и в конечном итоге развиваются в выросшие растения. [10] [30]

Смещение - это нижняя часть одиночного стебля с базальной осью корневища по отношению к нему и его корням. Их посадка - самый удобный способ размножения бамбука.


См. Также [ править ]

  • Микроразмножение

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Вегетативное размножение | садоводство» . Британская энциклопедия . Проверено 22 сентября 2017 .
  2. ^ Свингл, Чарльз Ф. (1940-07-01). «Регенерация и вегетативное размножение». Ботаническое обозрение . 6 (7): 301–355. DOI : 10.1007 / BF02919037 . ISSN 0006-8101 . S2CID 29297545 .  
  3. ^ Scarcelli, N .; Tostain, S .; Vigouroux, Y .; Agbangla, C .; Daïnou, O .; Фам, Ж.-Л. (Август 2006 г.). «Использование фермерами дикого родственника и полового размножения в вегетативно размножаемых культурах. Случай ямса в Бенине». Молекулярная экология . 15 (9): 2421–2431. DOI : 10.1111 / j.1365-294X.2006.02958.x . ISSN 0962-1083 . PMID 16842416 . S2CID 19699365 .   
  4. ^ Биргет, Филип LG; Рептон, Шарлотта; О'Доннелл, Эйдан Дж .; Шнайдер, Петра; Рис, Сара Э. (2017-08-16). «Фенотипическая пластичность в репродуктивных усилиях: паразиты малярии реагируют на доступность ресурсов» . Proc. R. Soc. B . 284 (1860): 20171229. DOI : 10.1098 / rspb.2017.1229 . ISSN 0962-8452 . PMC 5563815 . PMID 28768894 .   
  5. ^ Бонг, JM (1982). «Вегетативное размножение относительно молодости, зрелости и омоложения». Тканевая культура в лесном хозяйстве . Лесоводство. 5 . Спрингер, Дордрехт. С. 387–412. DOI : 10.1007 / 978-94-017-3538-4_13 . ISBN 9789048182725.
  6. ^ Макки, Дойл; Элиас, Марианна; Пужоль, Бенуа; Дюпютье, Энн (01.04.2010). «Эволюционная экология клонально размножаемых одомашненных растений». Новый фитолог . 186 (2): 318–332. DOI : 10.1111 / j.1469-8137.2010.03210.x . ISSN 1469-8137 . PMID 20202131 .  
  7. ^ Beyl, Caula A .; Тригиано, Роберт Н. (2008). Концепции размножения растений и лабораторные занятия . CRC Press. п. 170. ISBN 9781420065091.
  8. ^ Пристли, Джозеф Хьюберт; Свингл, Чарльз Ф. (1929). Вегетативное размножение с точки зрения анатомии растений . Министерство сельского хозяйства США.
  9. ^ "корень | Определение, типы, морфология и функции" . Британская энциклопедия . Проверено 19 апреля 2018 .
  10. ^ а б Хасси, Г. (1978). «Применение культуры тканей для вегетативного размножения растений». Научный прогресс (1933-) . 65 (258): 185–208. JSTOR 43420451 . 
  11. ^ Сноу, Эллисон А .; Whigham, Деннис Ф. (1989-10-01). «Затраты на производство цветов и фруктов в цветущих типуляриях (Orchidaceae)». Экология . 70 (5): 1286–1293. DOI : 10.2307 / 1938188 . ISSN 1939-9170 . JSTOR 1938 188 .  
  12. ^ a b Zotz, Герхард (1999). «Вегетативное размножение эпифитной орхидеи и экологическая значимость» (PDF) . Ecotropica . 5 .
  13. ^ a b Либби, W. (сентябрь 1973 г.). «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ РАСТЕНИЙ В ЛЕСНОЙ ГЕНЕТИКЕ И УЛУЧШЕНИИ ДЕРЕВОЙ» (PDF) . Школа лесного хозяйства и охраны природы и Департамент генетики . 4 : 440–447.
  14. ^ https://www.cal-ipc.org/wp-content/uploads/2017/12/1996_symposium_proceedings1832.pdf
  15. ^ Crutsinger, GM; Рейнольдс, WN; Classen, AT; Сандерс, Нью-Джерси (2008). «Несопоставимые эффекты генотипического разнообразия растений на листву и подстилку сообществ членистоногих - семантический исследователь» . Oecologia . 158 (1): 65–75. DOI : 10.1007 / s00442-008-1130-у . PMID 18766383 . S2CID 35985089 . Проверено 19 апреля 2018 .  
  16. ^ Frankham R (2005-07-27). «Биология сохранения: восстановление экосистем, усиленное генотипическим разнообразием». Наследственность . 95 (3): 183. DOI : 10.1038 / sj.hdy.6800706 . PMID 16049423 . S2CID 8274476 .  
  17. ^ Reusch, Thorsten; Бострем, Кристофер (01.07.2011). «Широко распространенный генетический мозаицизм у морских покрытосеменных Zostera marina коррелирует с клональным воспроизводством» . Эволюционная экология . 25 (4): 899–913. DOI : 10.1007 / s10682-010-9436-8 . S2CID 23424978 . 
  18. ^ (Генерал Дж. Грант (1864). «Вегетативное размножение в Нью-Йорке: всестороннее исследование. Издательство Стони-Брукского университета: Нью-Йорк, Нью-Йорк.
  19. ^ а б Форбс, Джеймс С.; Форбс, Джим К .; Уотсон, Дреннан (1992-08-20). Растения в сельском хозяйстве . Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521427913.
  20. ^ a b Хикки, Майкл; Кинг, Клайв (2000-11-16). Кембриджский иллюстрированный глоссарий ботанических терминов . Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521794015.
  21. ^ Kawasaki, Maria Lucia (1991-07-01). «Форма растения. Иллюстрированное руководство по морфологии цветковых растений. Автор Адриан Д. Белл» . Бриттония . 43 (3): 145. DOI : 10,2307 / 2807042 . ISSN 0007-196X . JSTOR 2807042 .  
  22. ^ Pate, JS; Диксон, Кингсли Уэйн (1982). Клубневые, клубневые и луковичные растения: биология адаптивной стратегии в Западной Австралии . Недлендс, Вашингтон: Издательство Университета Западной Австралии. ISBN 978-0855642013.
  23. ^ Оливер, Чедвик Диринг (1980-01-01). «Развитие лесов в Северной Америке после серьезных беспорядков». Экология и управление лесами . 3 : 153–168. DOI : 10.1016 / 0378-1127 (80) 90013-4 . ISSN 0378-1127 . 
  24. ^ Roest, S .; Бокельманн, GS (1975-12-01). «Вегетативное размножение Chrysanthemum morifolium Ram. In vitro». Scientia Horticulturae . 3 (4): 317–330. DOI : 10.1016 / 0304-4238 (75) 90046-1 . ISSN 0304-4238 . 
  25. ^ Спиллейн, Чарльз; Кертис, Марк Д; Гроссниклаус, Ули (июнь 2004 г.). «Развитие технологии апомиксиса - непорочные роды на фермерских полях?». Природа Биотехнологии . 22 (6): 687–691. DOI : 10.1038 / nbt976 . ISSN 1546-1696 . PMID 15175691 . S2CID 656911 .   
  26. ^ Офори, DA; Ньютон, AC; Лики, РРБ; Грейс, Дж. (1996-08-01). «Вегетативное размножение Milicia excelsa листовыми стеблевыми черенками: влияние концентрации ауксина, площади листьев и среды для укоренения». Экология и управление лесами . 84 (1–3): 39–48. DOI : 10.1016 / 0378-1127 (96) 03737-1 . ISSN 0378-1127 . 
  27. ^ "Кумар, Г. (2011)." Размножение растений прививкой и окулированием "(PDF). Северо-западное расширение Тихого океана. Стр. 3–5" (PDF) .
  28. ^ "Индиана Двор и сад - Потребительское садоводство Пердью - Университет Пердью" . Двор и сад Индианы - Потребительское садоводство Purdue . Проверено 20 апреля 2018 .
  29. ^ Майни, JS; Хортон, К.В. (1966-09-01). «Вегетативное размножение Populus Spp .: I. Влияние температуры на формирование и начальный рост отпрысков осины». Канадский журнал ботаники . 44 (9): 1183–1189. DOI : 10.1139 / b66-130 . ISSN 0008-4026 . 
  30. ↑ Рейли, Кэтрин (4 апреля 1977 г.). "РАСТИТЕЛЬНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ РАДИАТА СОСНЫ ПУТЕМ КУЛЬТУРЫ ТКАНЕЙ: ФОРМИРОВАНИЕ РАСТЕНИЙ ИЗ ЭМБРИОНАЛЬНОЙ ТКАНИ" (PDF) . Институт лесных исследований, Лесная служба Новой Зеландии, Роторуа . 7 : 199–206.