Ključna razlika – Apomixis proti Poliembrioniju
Cvetoče rastline proizvajajo semena za vzdrževanje svojih generacij. Semena nastanejo kot posledica spolnega razmnoževanja pri večini rastlin. Vendar pa pri nekaterih rastlinah semena nastanejo brez oploditve jajčnih celic. Ta proces je znan kot apomiksis. Apomiksis je opredeljen kot nespolna tvorba semen iz neoplojenih jajčnih celic, pri čemer se izognemo procesom mejoze in oploditve. Poliembrion je še en pojav, povezan s semeni. Tvorba več kot enega zarodka iz ene same zigote v semenu je znana kot poliembrionija. Ključna razlika med apomiksi in poliembrionijo je, da apomiksi proizvajajo semena brez oploditve, medtem ko poliembrion proizvaja več kot en zarodek v enem semenu z oplojeno jajčno celico (zigoto).
Kaj je Apomixis?
Razvoj semena je kompleksen proces pri spolnem razmnoževanju semenk. To se zgodi s tvorbo cvetov, opraševanjem, mejozo, mitozo in dvojno oploditvijo. Mejoza in oploditev sta najpomembnejša koraka pri nastajanju semena in spolnem razmnoževanju. Med temi koraki je diploidna matična celica (megaspor) podvržena mejozi, da proizvede haploidno celico (megaspor) in nato jajčno celico. Kasneje se jajčna celica zlije s semenčico, da nastane diploidna zigota, ki se razvije v zarodek (seme).
Vendar pa lahko nekatere rastline proizvajajo semena, ne da bi bile podvržene mejozi in oploditvi. Te rastline obidejo več pomembnih stopenj spolnega razmnoževanja. Z drugimi besedami, pri nekaterih rastlinah lahko pride do kratkega stika pri spolnem razmnoževanju, da proizvedejo semena. Ta proces je znan kot apomiksis. Tako lahko apomikse definiramo kot proces, ki proizvaja semena brez mejoze in oploditve (singamija). Gre za vrsto nespolnega razmnoževanja, ki posnema spolno razmnoževanje. Znana je tudi kot agamospermija. Večina apomiktov je fakultativnih in kažejo spolne in nespolne semenske tvorbe.
Apomikse lahko glede na način razvoja zarodka razvrstimo v dve veliki vrsti, imenovani gametofitni apomiksi in sporofitni apomiksi. Gametofitni apomiksi nastanejo prek gametofita, sporofitni apomiksi pa neposredno prek diploidnega sporofita. Pri normalnem spolnem razmnoževanju nastanejo semena, ki dajejo genetsko raznolike potomce. Zaradi pomanjkanja oploditve pri apomixisu pride do genetsko enotnega mladičnega potomstva matere.
Apomixis ni pogosto opažen pri večini rastlin. Odsoten je tudi v številnih pomembnih živilskih rastlinah. Vendar pa zaradi njegovih prednosti žlahtnitelji rastlin poskušajo izkoristiti ta mehanizem kot tehnologijo za proizvodnjo varne hrane z visokim donosom za potrošnike.
Postopek apomiksis ima prednosti in slabosti. Apomixis proizvaja potomstvo sejancev, ki je identično matičnemu staršu. Zato je mogoče apomikse uporabiti za učinkovito in hitro proizvodnjo genetsko identičnih osebkov. Značilnosti matičnih rastlin se lahko ohranjajo in izkoriščajo tudi z apomixisom več generacij. Hibridna moč je pomembna značilnost, ki daje heterozis. Apomixis pomaga ohranjati hibridno moč za več generacij v sortah poljščin. Vendar pa je apomiksis kompleksen pojav, ki nima jasne genetske podlage. Vzdrževanje apomiktičnega semena je težko, razen če je med razvojem povezano z morfološkim markerjem.
Slika 01: Apomiktični Taraxacum officinale
Kaj je poliembrionija?
Embriogeneza je proces, ki tvori zarodek iz zigote (oplojenega jajčeca). Zarodek je semenski del, ki postane bodoči potomec. Tvorba več kot enega zarodka iz enega samega oplojenega jajčeca v enem samem semenu je znana kot poliembrionija. Ta pojav je leta 1719 odkril Leeuwenhoek.
Obstajajo tri vrste poliembrionov: preprosti, cepitveni in adventivni poliembrioni. Nastanek zarodkov zaradi oploditve več kot ene jajčne celice je znan kot preprosta poliembrionija. Tvorba zarodkov s saprofitskim brstenjem je znana kot adventivna poliembrionija. Tvorba zarodkov zaradi cepitve rastočega zarodka je znana kot cepitvena poliembrionija.
Poliembrionijo kažejo nekatere rastlinske vrste, kot so čebula, arašidi, limone, pomaranče itd.
Slika 02: Poliembrion pri citrusih
Kakšna je razlika med Apomixisom in Poliembrionijo?
Apomixis proti poliembrioniju |
|
| Apomiksis je oblika nespolnega razmnoževanja, ki razvije seme brez oploditve (brez zlitja gamet). | Pojembrionija je pojav, ki opisuje nastanek več kot enega zarodka iz zigote (eno oplojeno jajčece). |
| Gnojenje | |
| Apomixis ne vključuje oploditve. | Poliembrion je posledica oploditve. |
| Nastanek zigote | |
| Zigota se ne proizvaja med apomiksom. | Zigota nastane pred poliembrionijo. |
| Semena | |
| Sadike so genetsko enake. | Ker so vsi zarodki proizvedeni iz ene same zigote, so sadike enotne. |
| Podobnost z matično rastlino | |
| So kloni matične rastline. | Niso genetsko enaki matični rastlini. |
| Primeri | |
| Primeri so nekatere vrste Asteraceae in trav. | Primeri so čebula, arašidi, mango, limona in pomaranča. |
Povzetek – Apomixis proti poliembrioniju
Apomiksis in poliembrionija sta izraza, povezana z razmnoževanjem semenk. Apomiksis je tvorba semen brez oploditve. Proizvaja potomstvo sadike, ki je identično matičnemu staršu. Poliembrion je prisotnost ali tvorba več kot enega zarodka v semenu z oplojeno jajčno celico (zigoto). Razvije enotne sadike, podobne nespolnemu razmnoževanju. To je razlika med apomiksi in poliembrionijo.
