APOMIX: TYPER, MEKANISM, VIKT OCH EXEMPEL - VETENSKAP

Den apomixis är en form av asexuell reproduktion av vissa arter genom frön. Resultatet är en genetiskt identisk generation till moderplantan. Den etymologiska betydelsen av apomixis kommer från det grekiska "apo" vilket betyder - brist eller frånvaro - och "mixis" som indikerar - blandning eller förening. I apomix förekommer föreningen mellan manliga och kvinnliga gameter inte för bildandet av embryot.

Apomiktiska växter uttrycker inte de anpassningsfördelar - från en evolutionär synvinkel - som sexuell reproduktion ger. Apomix är emellertid en mekanism som gör det möjligt att bibehålla genotyper anpassade till specifika miljöförhållanden.

Maskros (Taraxacum officinalis) är en av de viktigaste apomiktiska arterna. Källa: pixabay.com

Vid apomix övergår reproduktionsmekanismen den sexuella processen och tillåter växten att föröka sig genom frön. I denna process förekommer inte meios, bildandet av embryon från befruktning och skapandet av livskraftig endosperm.

Fröerna från apomiktiska växter bildas från ägglossens modervävnad och kringgår meios och befruktning. Denna typ av reproduktion är ofta i de flesta arter av familjen Poaceae, liksom i släkten Asteraceae, Rosaceae och Rutaceae.

Om denna kapacitet skulle kunna överföras till grödor av agronomiskt intresse som majs och vete, skulle det bli en användbar genetisk förbättring, eftersom dess användning skulle gynna mängden och kvaliteten på mat som erhållits från överlägsna genotyper.

typer

Tre olika mekanismer är kända genom vilka växter reproduceras med apomix. Gametophytic apomixis på grund av diplosporia och aposporia, och sporophytic apomixis eller adventitious embryo.

Diplosporia

Diplosporia är en asexuell reproduktionsmekanism eller apomix där embryot härstammar från en icke-reducerad embryosäck. Som ett resultat har det nya embryot samma kromosomantal som moderplantan.

Det är en process som inträffar när modercellen i embryosäcken eller kvinnlig gametofyt utvecklas direkt från embryot. Även känd som diploid parthenogenes, kännetecknas av närvaron av ett diploidembryo.

Aposporia

Aposporia är en apomiktisk eller asexuell reproduktionsmekanism där embryosäcken härstammar från somatiska celler. Embryosäcken härstammar från någon somatisk cell som finns i integumentet eller kärnan som omger stamcellen i embryosäcken.

I detta fall utvecklas en gametofyt, men meios förekommer inte; embryot är också diploid. I denna process sker inte reduktionen av kromosomtalet, vilket kompletteras av parthenogenesen eller apomiktisk utveckling av ägg.

Paspalum dilatatum, en aposporisk art. Källa: Jebulon

Äventyrligt embryo

Kallas kärnembryo eller sporofytisk apomix, det är en typ av asexuell reproduktion av frön eller apomix som är vanlig i citrus. I detta fall observeras ingen bildning av en embryosäck, eftersom embryot utvecklas från en diploid sporofyt.

I själva verket härstammar embryot från en somatisk cell på moderväxtens ägg. Senare utvecklas det genom påföljande mitotiska uppdelningar, varken meiosprocessen eller bildandet av den kvinnliga gametofyten inträffar.

Mekanism

Apomixis är resultatet av modifieringen av vissa stadier av embryonala processer som är grundläggande för sexuell reproduktion. I detta fall minskningen av kromosomantalet och den meiotiska processen, inklusive slumpmässig förening och fusion av gameter.

I själva verket lyckas dessa embryonala förändringar under apomixis inaktivera den meiotiska processen och dess produkter. På samma sätt undviker de eller ersätter befruktningsprocessen genom parthenogenetisk utveckling.

Vid apomix finns det fyra embryonala processer som skiljer det från sexuell reproduktion:

Apomeiosis

Det är en process som inträffar när sporofytiska strukturer bildas utan meiotisk reduktion eller degeneration av makrospora-megaspore-. Det utgör förenklingen av den meiotiska processen och de förekommer i både diplosporia och aposporia.

Utveckling av embryosäcken

Vid apomix har cytologiskt icke-reducerade celler (2 ⁿ ) förmågan att utveckla embryosäcken. När det gäller aposporiska apomiktiska arter utvecklas embryosäcken från den inre delen av det seminala primordium eller nukela.

Partenogenes

Embryonprocess som resulterar i bildandet av embryot direkt från äggcellen utan föregående befruktning. Det vill säga den apomiktiska utvecklingen av ägglossningen för bildandet av en ny växt från ett ofördelat ägg.

Den äventyrliga embryoprocessen är vanlig i citrus. Källa: pixabay

Pseudogamy

Process relaterad till de apomiktiska växter som kräver pollination, trots att de utvecklas utan befruktningen av modercellen. Endospermen bildas från fusionen av den manliga kammaren med de polära kärnorna i cellerna i embryosäcken.

I gametofytiska apomixprocesser undertrycks faktiskt fusionen av kvinnliga och manliga gameter eller dubbel befruktning. Men även om befruktningen av de polära kärnorna avbryts utvecklar endospermen oberoende.

Betydelse

Apomixis är en effektiv teknik för att producera frön och nya arter på kort tid. I själva verket tillåter det att skapa nya hybridsorter med bättre avkastning och högre fenotypisk kvalitet.

Genom apomix förhindras förlust av vissa specifika tecken i hybrider. Att vara en funktionell mekanism för produktion av sjukdomsfria växter och få högre avkastning och produktivitet av grödor.

exempel

Taraxacum officinalis (maskros) är ett av de vanligaste exemplen på apomiktiska växter. I detta avseende förekommer apomix ofta i växter från familjerna Poaceae-gräs-, rosaceae och komposit -asteraceae-.

I kompositerna eller asteraceae är apomixis den ofrånkomliga formen för reproduktion av de flesta arter. Tvärtom, i Poaceae och Rosaceae växlar apomixis med sexuell reproduktion -apomixis facultative-.

Specifikt förekommer apomix i flera släkter; Achillea, Arnica, Brachycome, Crepis, Conyza, Erigeron, Eupatorium, Hieracium, Parthenium och Taraxacum.

Hos poaceae identifierades ursprungligen apomixis i släktet Poa, senare beskrivs det i olika panikeas och andropogoneas. Bland släkten Poaceae kan man notera Bothriochloa, Capillipedium, Cenchrus, Dichanthium, Heteropogon, Paspalum, Setaria, Sorghum och Themeda.

Gråtande gräs (Eragrostis curvula). Källa: USDA NRCS Tucson PMC

Gråtande gräs (Eragrostis curvula) är en livsmedelskälla som gör det möjligt att öka produktionen av nötkött. En av dess former av reproduktion är genom diplosporisk apomix, som kan vara obligatorisk eller fakultativ.

Andra exempel på apomiktiska växter finns i släkten Sorbus -serbales- och Crataegus-thorn- från Rosaceae-familjen. Förutom arten Rubus fruticosus (bramble) och släkten av blommande växter Hieracium som tillhör Asteraceae-familjen.

referenser

Aguilera, PM (2013). Genetik och placering av apomixis locus i arter av Plicatula-gruppen av Paspalum L. avslöjade med molekyltekniker. (Examensarbete) National University of the Northeast. Jordbruksvetenskapliga fakulteten. Nordöstra botaniska institutet. (IBone-CONICET).
Apomixis (2018) Wikipedia, The Free Encyclopedia. Återställd på: es.wikipedia.org
Ferrari Felismino, Mariana, Pagliarini, Maria Suely, & Borges do Valle, Cacilda. (2010). Meiotiskt beteende hos interspecifika hybrider mellan artificiellt tetraploiderade sexuella Brachiaria ruziziensis och tetraploida apomiktiska B. brizantha (Poaceae). Scientia Agricola, 67 (2), 191-197.
Martínez, EJ (2001). Arv av apomiktisk reproduktion och identifiering av molekylära markörer kopplade till karaktären i Paspalum notatum (Examensarbete) Fakulteten för exakt och naturvetenskap. Buenos Aires universitet.
Meier, MS, Zappacosta, DC, Selva, JP, Cervigni, G., & Echenique, CV (2008). Apomixis, dess studie och möjliga användningar. AgroUNS, År V, Nº 9. sid 10-13.
Quero Carrillo, AR, Enríquez Quiroz, JF, Morales Nieto, CR, & Miranda Jiménez, L. (2010). Apomixis och dess betydelse för urval och förbättring av tropiska fodergräs: granskning. Mexican Journal of Livestock Sciences, 1 (1), 25-42.

APOMIX: TYPER, MEKANISM, VIKT OCH EXEMPEL - VETENSKAP - 2025