Kľúčový rozdiel – Apomixis vs Polyembryony
Kvitnúce rastliny produkujú semená na udržanie svojich generácií. Semená sú produkované ako výsledok sexuálneho rozmnožovania vo väčšine rastlín. V niektorých rastlinách sa však semená tvoria bez oplodnenia vaječných buniek. Tento proces je známy ako apomixis. Apomixis je definovaná ako asexuálna tvorba semien z neoplodnených vaječných buniek, vyhýbajúc sa procesom meiózy a oplodnenia. Polyembryónia je ďalším fenoménom spojeným so semenami. Tvorba viac ako jedného embrya z jednej zygoty v semene je známa ako polyembryónia. Kľúčový rozdiel medzi apomixami a polyembryóniou je v tom, že apomixy produkujú semená bez oplodnenia, zatiaľ čo polyembryónia produkuje viac ako jedno embryá v jednom semene oplodnenou vaječnou bunkou (zygota).
Čo je Apomixis?
Vývoj semien je zložitý proces sexuálneho rozmnožovania semenných rastlín. Deje sa tak tvorbou kvetov, opelením, meiózou, mitózou a dvojitým oplodnením. Meióza a oplodnenie sú najdôležitejšie kroky pri tvorbe semien a pohlavnom rozmnožovaní. Počas týchto krokov sa diploidná materská bunka (megaspóra) podrobuje meióze, aby sa vytvorila haploidná bunka (megaspóra) a potom sa vytvorila bunka vajíčka. Neskôr sa vaječná bunka spojí so spermiou a vytvorí diploidnú zygotu, z ktorej sa vyvinie embryo (semeno).
Niektoré rastliny sú však schopné produkovať semená bez toho, aby boli podrobené meióze a oplodneniu. Tieto rastliny obchádzajú niekoľko dôležitých krokov sexuálneho rozmnožovania. Inými slovami, sexuálna reprodukcia môže byť v niektorých rastlinách skratovaná na produkciu semien. Tento proces je známy ako apomixis. Takže apomixy možno definovať ako proces, ktorý produkuje semená bez meiózy a oplodnenia (syngamie). Je to druh nepohlavného rozmnožovania, ktorý napodobňuje pohlavné rozmnožovanie. Je tiež známa ako agamospermia. Väčšina apomiktov je fakultatívna a vykazuje sexuálne aj nepohlavné formácie semien.
Apomixy možno klasifikovať do dvoch hlavných typov s názvom gametofytické apomixy a sporofytické apomixy na základe spôsobu, akým sa embryo vyvíja. Gametofytické apomixy sa vyskytujú cez gametofyt a sporofytické apomixy sa vyskytujú priamo cez diploidný sporofyt. Normálna sexuálna reprodukcia produkuje semená, ktoré dávajú geneticky rôznorodé potomstvo. V dôsledku nedostatočného oplodnenia u apomixí je výsledkom geneticky jednotné semenáčske potomstvo matky.
Apomixis sa vo väčšine rastlín bežne nepozoruje. Chýba tiež v mnohých dôležitých potravinárskych plodinách. Avšak vďaka jeho výhodám sa pestovatelia rastlín snažia využiť tento mechanizmus ako technológiu na výrobu vysoko výnosných bezpečných potravín pre spotrebiteľov.
Proces apomixie má svoje výhody a nevýhody. Apomixis produkuje semenáčikové potomstvo identické s matkou rodiča. Preto môžu byť apomixy použité na efektívnu a rýchlu produkciu geneticky identických jedincov. Charakteristiky materských rastlín môžu byť tiež udržiavané a využívané apomixami po celé generácie. Hybridná sila je dôležitou vlastnosťou, ktorá dáva heterózu. Apomixis pomáha zachovať hybridnú vitalitu po celé generácie v odrodách plodín. Apomixis je však komplexný jav, ktorý nemá jasný genetický základ. Udržiavanie zásob apomiktických semien je ťažké, pokiaľ nie sú spojené s morfologickým markerom počas vývoja.
Obrázok 01: Apomiktický Taraxacum officinale
Čo je polyembryónia?
Embryogenéza je proces, ktorý tvorí embryo zo zygoty (oplodneného vajíčka). Embryo je semenná časť, ktorá sa stáva budúcim potomkom. Tvorba viac ako jedného embrya z jedného oplodneného vajíčka v jednom semene je známa ako polyembryónia. Tento jav objavil Leeuwenhoek v roku 1719.
Existujú tri typy polyembryónie: jednoduchá, štiepna a adventívna polyembryónia. Tvorba embryí v dôsledku oplodnenia viac ako jednej vaječnej bunky je známa ako jednoduchá polyembryónia. Tvorba embryí saprofytickým pučaním je známa ako adventívna polyembryónia. Tvorba embryí v dôsledku štiepenia rastúceho embrya je známa ako polyembryónia štiepenia.
Polyembryóniu vykazujú určité druhy rastlín, ako je cibuľa, podzemnica olejná, citrón, pomaranč atď.
Obrázok 02: Polyembryónia v citrusoch
Aký je rozdiel medzi apomixiou a polyembryoniou?
Apomixis vs Polyembryony |
|
| Apomixis je forma nepohlavného rozmnožovania, pri ktorej sa vyvíjajú semená bez oplodnenia (bez splynutia gamét). | Poyembryónia je fenomén, ktorý popisuje vytvorenie viac ako jedného embrya zo zygoty (jediného oplodneného vajíčka). |
| Hnojenie | |
| Apomixis nezahŕňa oplodnenie. | Polyembryónia je výsledkom oplodnenia. |
| Formácia zygoty | |
| Zygota sa nevytvára počas apomixie. | Zygota sa vyrába pred polyembryóniou. |
| Seeds | |
| Semenáčiky sú geneticky identické. | Keďže všetky embryá pochádzajú z jednej zygoty, semenáčiky sú jednotné. |
| Podobnosť s materskou rastlinou | |
| Sú to klony materskej rastliny. | Nie sú geneticky totožné s materskou rastlinou. |
| Príklady | |
| Príkladom sú niektoré druhy Asteraceae a tráv. | Cibuľa, podzemnica olejná, mango, citrón a pomaranč sú príklady. |
Zhrnutie – Apomixis vs Polyembryony
Apomixis a polyembryónia sú dva pojmy súvisiace s rozmnožovaním semenných rastlín. Apomixis je tvorba semien bez hnojenia. Produkuje semenáčiky identické s materským rodičom. Polyembryónia je prítomnosť alebo tvorba viac ako jedného embrya v semene oplodnenou vajcovou bunkou (Zygota). Vyvíja jednotné sadenice podobné nepohlavnému rozmnožovaniu. Toto je rozdiel medzi apomixami a polyembryóniou.
