Apomixis: asexuálne tvorba semena a bezpohlavné rozmnožovanie rastlín

Hlavné typy a mechanizmy

V botanike je bežné rozlišovať dve veľké kategórie apomixie. Pri gametofytickej apomixii vzniká embryo z vajíčkového tkaniva bez redukčného delenia (bez meiózy), pričom sa tvoria nedospelé alebo upravené zárodečné vakuoly. Dve podoby gametofytickej apomixie sú diplospory a apospory, ktoré sa líšia pôvodom a počtom redukčných delení. Pri sporofytickej apomixii (nazývanej aj adventívna embryónia) vzniká embryo priamo z materských somatických buniek v semene, často v okolí vajíčka.

Stručné typy:

• Apospory – embryo vzniká z nepohlavných buniek zárodečného vakuola namiesto z typického gamétogenetického procesu.
• Diplospory – zárodočný vak vzniká bez meiózy, teda je nedeliaci a poskytuje zárodočné bunky s rovnakým počtom chromozómov ako rodič.
• Apogamia a adventívna embryónia – embryo vychádza zo somatických buniek plodu alebo obalových tkanív.

História a terminológia

Termín a poňatie apomixie boli definované v rámci botaniky už v minulom storočí. Klassické definície zahŕňajú predstavu náhrady normálneho pohlavného rozmnožovania nepohlavným procesom bez oplodnenia – takto to formuloval aj Hans Winkler v kontexte v botanike. V odborných prácach sa často používajú aj slová ako agamospermia alebo agamospory na označenie tvorby semena bez oplodnenia.

Výskyt, príklady a dôležitosť

Apomixia sa vyskytuje u rôznych skupín rastlín: známe sú prípady u púpavy (Taraxacum), niektorých druhov ostružín, niektorých citrusov alebo cibuľovitých rastlín. Napríklad ostružiny môžu využívať apomiktické mechanizmy na šírenie stabilných línií. Dôležité je, že takéto semená zachovávajú genotyp rodiča, čo má praktické dôsledky v šľachtení: apomixia umožňuje „fixovať" výhodné hybridné vlastnosti a udržať ich bez nutnosti každoročného kríženia. Z toho dôvodu ju skúmajú biotechnológovia a šľachtitelia s cieľom preniesť túto schopnosť do hospodárskych plodín.

Rozdiel od iných foriem rozmnožovania a poznámky k praxi

Treba rozlíšiť apomixiu od vegetatívneho rozmnožovania, ktoré zahŕňa záhradnícke metódy ako množenie z odrezkov alebo listov. Tieto metódy tiež produkujú geneticky identické rastliny, ale nevytvárajú semená. V definícii apomixie je kľúčové, že vzniká semená bez oplodnenia a často bez meiózy – možno to stručne opísať ako rozmnožovanie špeciálnymi tkanivami bez oplodnenia s vyhnutím sa meióze, ktoré končí vývojom embrya identického s rodičom.

Výzvy a výskum

Pre apomixiu existujú vedecké výzvy: porozumenie molekulárnym základom, kontrola jej spúšťania a prenos do hospodárskych plodín bez nežiaducich efektov. Metódy štúdia zahŕňajú cytologické sledovanie delenia buniek, genetické a molekulárne markery. V dôsledku komplexnosti regulačných dráh sa však aplikácia v poľnohospodárstve zatiaľ realizuje len obmedzene a zostáva aktívnou témou výskumu.

Pre ďalšie informácie a príklady možno vyhľadať všeobecné prehľady alebo špecializované publikácie o apomixii a agamospermií a porovnať ich s inými formami reprodukcie v rastlinnej ríši.

Pre odkazy a definície sú v texte uvedené základné odkazy: klony, kvitnúcich rastlín, ostružiny, rozmnožovanie špeciálnymi tkanivami bez oplodnenia, vyhnutie sa meióze, vývoj embrya, partenogenéza, v botanike, Hans Winkler, záhradnícke metódy a odrezkov alebo listov.