Avainero – Apomixis vs Polyembryony
Kukkivat kasvit tuottavat siemeniä sukupolvilleen. Siemenet tuotetaan useimmissa kasveissa seksuaalisen lisääntymisen seurauksena. Tietyissä kasveissa siemenet muodostuvat kuitenkin ilman munasolujen hedelmöitystä. Tämä prosessi tunnetaan nimellä apomixis. Apomixis määritellään siementen sukupuoliseksi muodostumiseksi hedelmöittämättömistä munasoluista, jolloin vältetään meioosi- ja hedelmöitysprosessit. Polyembryony on toinen siemeniin liittyvä ilmiö. Useamman kuin yhden alkion muodostumista yhdestä tsygootista siemenessä kutsutaan polyembryoniaksi. Keskeinen ero apomiksien ja polyembryonian välillä on se, että apomiksit tuottavat siemeniä ilman hedelmöitystä, kun taas polyembryony tuottaa enemmän kuin yhden alkion yhdessä siemenessä hedelmöittyneen munasolun (tsygootin) avulla.
Mikä on Apomixis?
Siementen kehitys on monimutkainen prosessi siemenkasvien seksuaalisessa lisääntymisessä. Se tapahtuu kukkien muodostumisen, pölytyksen, meioosin, mitoosin ja kaksoishedelmöityksen kautta. Meioosi ja hedelmöitys ovat tärkeimmät vaiheet siementen muodostumisessa ja sukupuolisessa lisääntymisessä. Näiden vaiheiden aikana diploidinen emosolu (megaspori) käy läpi meioosin haploidisen solun (megasporin) ja sitten munasolun tuottamiseksi. Myöhemmin munasolu fuusioituu siittiön kanssa muodostaen diploidisen tsygootin, joka kehittyy alkioksi (siemeneksi).
Jotkut kasvit pystyvät kuitenkin tuottamaan siemeniä ilman, että ne joutuvat meioosiin ja hedelmöitteeseen. Nämä kasvit ohittavat useita tärkeitä seksuaalisen lisääntymisen vaiheita. Toisin sanoen seksuaalinen lisääntyminen voi joutua oikosulkuun joissakin kasveissa siementen tuottamiseksi. Tämä prosessi tunnetaan nimellä apomixis. Joten apomiksit voidaan määritellä prosessiksi, joka tuottaa siemeniä ilman meioosia ja hedelmöitystä (syngamia). Se on eräänlainen aseksuaalinen lisääntyminen, joka jäljittelee sukupuolista lisääntymistä. Se tunnetaan myös nimellä agamospermia. Useimmat apomiktit ovat fakultatiivisia ja osoittavat sekä seksuaalisia että aseksuaalisia siemenmuodostelmia.
Apomixis voidaan luokitella kahteen päätyyppiin, joita kutsutaan gametofyyttisiksi apomiksiksi ja sporofyyttisiksi apomiksiksi alkion kehitystavan perusteella. Gametofyyttiset apomiksit tapahtuvat gametofyytin kautta ja sporofyyttiset apomiksit suoraan diploidisen sporofyytin kautta. Normaali seksuaalinen lisääntyminen tuottaa siemeniä, jotka antavat geneettisesti erilaisia jälkeläisiä. Hedelmöityksen puutteen vuoksi apomiksisessa se johtaa geneettisesti yhtenäiseen emon taimijälkeläiseen.
Apomixia ei yleensä havaita useimmissa kasveissa. Se puuttuu myös monista tärkeistä ruokakasveista. Sen eduista johtuen kasvinjalostajat yrittävät kuitenkin hyödyntää tätä mekanismia teknologiana tuottaakseen korkeatuottoisia turvallisia elintarvikkeita kuluttajille.
Apomiksis-prosessissa on etuja ja haittoja. Apomixis tuottaa taimen jälkeläisiä, jotka ovat identtisiä emovanhemman kanssa. Näin ollen apomikseja voidaan käyttää geneettisesti identtisten yksilöiden tuottamiseen tehokkaasti ja nopeasti. Emokasvien ominaisuuksia voidaan myös ylläpitää ja hyödyntää apomiksiksen avulla sukupolvien ajan. Hybridivoima on tärkeä ominaisuus, joka saa aikaan heteroosin. Apomixis auttaa säilyttämään hybridivoiman sukupolvien ajan viljelykasvilajikkeissa. Apomixis on kuitenkin monimutkainen ilmiö, jolla ei ole selkeää geneettistä perustaa. Apomiktisten siemenkantojen ylläpito on vaikeaa, ellei se liity morfologiseen markkeriin kehityksen aikana.
Kuva 01: Apomictic Taraxacum officinale
Mikä on Polyembryony?
Alkion muodostuminen on prosessi, joka muodostaa alkion tsygootista (hedelmöitetystä munasolusta). Alkio on siemenosa, josta tulee tuleva jälkeläinen. Useamman kuin yhden alkion muodostumista yhdestä hedelmöitetystä munasta yhdessä siemenessä kutsutaan polyembryoniaksi. Leeuwenhoek löysi tämän ilmiön vuonna 1719.
On olemassa kolmenlaisia polyembryonia: yksinkertainen, pilkkoutuva ja adventiivinen polyembryonia. Alkioiden muodostumista useamman kuin yhden munasolun hedelmöityksestä kutsutaan yksinkertaiseksi polyembryoniaksi. Alkioiden muodostuminen saprofyyttisen orastumisen avulla tunnetaan adventiivisena polyembryoniana. Alkioiden muodostuminen kasvavan alkion pilkkoutumisesta tunnetaan pilkkoutumispolyembryoniana.
Polyembryonisuutta osoittavat tietyt kasvilajit, kuten sipuli, maapähkinä, sitruuna, appelsiini jne.
Kuva 02: Polyembryony sitrushedelmissä
Mitä eroa on Apomixiksen ja Polyembryonyn välillä?
Apomixis vs Polyembryony |
|
| Apomixis on suvuttoman lisääntymisen muoto, joka kehittää siemeniä ilman hedelmöitystä (ilman sukusolujen fuusioitumista). | Poyembryony on ilmiö, joka kuvaa useamman kuin yhden alkion muodostumista tsygootista (yksi hedelmöitetty munasolu). |
| Lannoitus | |
| Apomixikseen ei liity lannoitusta. | Polyembryony on seurausta hedelmöityksestä. |
| Zygote Formation | |
| Tsygoottia ei muodostu apomiksiksen aikana. | Zygote valmistetaan ennen polyembryonia. |
| Siemenet | |
| Taimet ovat geneettisesti identtisiä. | Koska kaikki alkiot tuotetaan yhdestä tsygootista, taimet ovat yhtenäisiä. |
| Samank altaisuus emokasvin kanssa | |
| Ne ovat emokasvin klooneja. | Ne eivät ole geneettisesti identtisiä emokasvin kanssa. |
| Esimerkkejä | |
| Jotkut Asteraceae- ja ruoholajit ovat esimerkkejä. | Sipuli, maapähkinä, mango, sitruuna ja appelsiini ovat esimerkkejä. |
Yhteenveto – Apomixis vs Polyembryony
Apomixis ja polyembryony ovat kaksi termiä, jotka liittyvät siemenkasvien lisääntymiseen. Apomixis on siementen muodostumista ilman hedelmöitystä. Se tuottaa emovanhemman kanssa identtisiä taimien jälkeläisiä. Polyembryonia tarkoittaa useamman kuin yhden alkion läsnäoloa tai muodostumista siemenessä hedelmöittyneen munasolun (Zygote) toimesta. Se kehittää yhtenäisiä taimia, jotka muistuttavat aseksuaalista lisääntymistä. Tämä on ero apomiksien ja polyembryonian välillä.
