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35.5:

无性繁殖

JoVE 核
生物学
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JoVE 核 生物学
Asexual Reproduction

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与大多数动物不同 植物能够无性生殖 产生的后代的基因 与亲本植物完全相同 植物中的无性生殖又叫做 营养繁殖 无需 雌雄配子融合或减数分裂 植物的无性繁殖可通过植物进化出的 自然机制实现 也可通过培育者开发的 人工方法来实现 分株繁殖是无性繁殖的一种形式 只需分出一部分根或一段茎就能长成 一株全新的植物 例如 用土豆的芽就能重新种出 一棵全新植株 蒲公英则采用另一种无性生殖方法 它们产生的种子无需授粉或受精 该过程叫做无融合生殖 无融合生殖让某些杂种植株 得以克服不育性 将完整的基因组 传给后代 培育人员也有很多人工的 无性生殖方式 比如嫁接、插枝、压条 以及微体繁殖 这些方法有时被培育人员用来 培育新的植物品种 嫁接是种葡萄的一种 常用技术 能结合不同品种的 的优良性状 一棵植株的上半部(含所需性状) 与另一棵的下半部相结合 形成嫁接体 嫁接体的上半部叫做接穗 下半部叫做砧木 例如 结大果的接穗可以 接到抗病的砧木上 产生能结大果的抗病后代 在不利于有性生殖的条件下 无性生殖使得物种 得以生存和繁殖 无性生殖对于已经很好地 适应了环境的植物来说 尤其有利 因为基因相同的后代 能较好地建立起繁盛的群体 然而无性生殖有时也不可取 因为会严重限制植物适应 不断变化的环境条件的能力 因为无法出现遗传变异 后代 面对威胁与疾病 与亲本植物 同样脆弱 遗传单一性甚至能让无性生殖的植物 面临灭绝的风险

35.5:

无性繁殖

无性繁殖使植物无需开花,不吸引传粉媒介或散播种子即可繁殖。 后代在遗传上与亲本相同,并且在没有雄配子和雌配子融合的情况下产生。

营养繁殖是无性繁殖的一种常见类型,其中来自单个植物的分离的碎片(例如茎、根或叶)会发育成完整的生物。 蒲公英属的蒲公英使用一种称为无性繁殖的方法,该方法产生的种子无需授粉或受精即可生成种子。

植物育种者还使用人工无性繁殖方法,包括切割、嫁接、分层和微繁殖。

有些植物可以传播,只需将含有节点的茎切入湿润土壤,并允许它们生根。

嫁接可用于结合不同植物的可取特性。来自一种植物的茎节(接穗)被嫁接到或附着到另一种植物的根节部分(砧木)上。随着时间的推移,两种植物的维管系统融合,形成了移植物。接穗生长,产生新的芽,并最终开花和结果实。嫁接通常用于生产不同品种的葡萄、玫瑰和柑橘树等品种。

分层包括弯曲植物的年轻茎,用土壤覆盖茎。根激素也可以应用。当根出现时,新植物可以移植到不同的区域。

微传播使用植物组织培养方法,从单个植物中快速生成多种植物。这些技术可用于传播在自然条件下难以生长的稀有或濒危物种。

虽然无性繁殖具有若干优点,但严格意义上的无性繁殖物种面临灭绝的风险增加。无性生殖可以减少遗传变异性,限制生物体适应不断变化的环境条件的能力。

Suggested Reading

Garcês, H. M., Champagne, C. E., Townsley, B. T., Park, S., Malhó, R., Pedroso, M. C., Sinha, N. R. (2007). Evolution of asexual reproduction in leaves of the genus Kalanchoë. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104 (39), 15578-15583. [Source]

Schmidt, A., M. W. Schmid, and U. Grossniklaus. 2015. “Plant Germline Formation: Common Concepts and Developmental Flexibility in Sexual and Asexual Reproduction.” Development 142 (2): 229–41. [Source]