О проекте
Контакты


Поиск по сайту


Определение пола у растений

Вопрос о формировании пола у растений относится к самым сложным и наиме­нее изученным проблемам биологии развития растений. Вместе с тем его изучение имеет непосредственное значение для разработки приемов повыше­ния урожайности многих сельскохозяйственных культур, особенно у тех, кото­рые образуют раздельнополые цветки. Представления о наличии разных поло­вых форм у растений постепенно стали складываться при разработке приемов выращивания таких культур как финиковая пальма, конопля и др. Многие ученые исследовали вопросы пола у растений. В конце XVII в. Р. Камерариус установил дифференциадию пола у растений. В XVIII в. К. Линней создал представление о половой системе растений, а И. Кельрейтер экспериментально доказал суще­ствования у растений пола. В XIX в. С.Г. Навашин открыл двойное оплодотво­рение у покрытосеменных. В изучение проблемы пола растений крупный вклад внесли М.Х. Чайлахян, В.Н. Хрянин, Е.Г. Минина, ДА. Сабинин, Н.И. Львова, Л.И. Джапаридзе и др.

Под определением (детерминацией) пола у растений понимается формиро­вание признаков пола у клеток, органов или особей под воздействием, как гене­тических факторов, так и условий внешней и внутренней среды. По наличию и степени развития генеративных органов цветки делят на обоеполые (гермафродитные) и однополые (раздельнополые). Последние бывают пестичными (жен­скими) или тычиночными (мужскими). На одном растении могут находиться цветки разных типов. Если цветки формируются на одних и тех же организмах, то такие растения называют однодомными. Двудомными являются растения, имею­щие на одних экземплярах пестичные цветки, а на других — тычиночные (хмель, конопля, тополь). Растения с гермафродитными цветками составляют более 70% видов, только 4—5% видов растений двудомны.

У ряда двудомных растений (элодея, некоторые мхи) были обнаружены раз­личия между половыми хромосомами. Однако эти различия выражены менее четко, чем у животных организмов. Обнаружение у растений (70 видов) геретохромосом типа XX и XV позволило исследовать основы генетического опреде­ления пола у растений. Установлено, что гены, ответственные за детерминацию пола у растений располагаются не только в половых хромосомах, но и в других хромосомах (аутосомах). Следующий за определением пола процесс его формирования происходит у растений в разные периоды онтогенеза и определяется в основном влиянием внешних условий. Дело в том, что в отличие от животных организмов процесс формирования пола у растений подвержен большим колебаниям в онтогенезе растений. Под действием различных причин может происходить даже полное превращение одного пола в другой. Это связано с регуляторными процессами, обусловленными действием факторов внешней среды, и внутренними измене­ниями метаболического характера.

Многочисленные факты свидетельствуют о влиянии на проявление признаков пола у растений таких внешних воздействий как влажность почвы и воздуха, темпе­ратура, спектральный состав света, условия минерального питания. Так, появлению женских цветков и формированию женских растений у двудомных видов (женская сексуализация) способствуют низкие температуры, высокая влажность, хорошее азотное питание. Дифференцировке мужских цветков (мужская сексуа­лизация) — высокие температуры, низкая влажность, калийное питание. Изучение явления фотопериодизма привело к выяснению, что характер диф­ференциации пола зависит от длины дня. Показано, что короткий день приводит к появлению большего количества женских особей КДР хмеля и конопли. Длин­ный свет действует противоположным образом. На проявление пола значитель­ное влияние оказывает спектральный состав света. Красный (длинноволновой) свет усиливает проявление мужских признаков, в синий (коротковолновой) — женских. Экспериментальные данные дают основание полагать, что действие спектрального состава на проявление пола у растений осуществляется через фитохромную систему и связано с содержанием и активностью фитогормонов.

Исследования, проведенные на двудомных растениях (конопля, шпинат) и на однодомных с раздельнополыми цветками (кукуруза, огурцы) показали роль гиббереллинов в формировании признаков мужского пола, а цитокининов, аук­синов и этилена — женских признаков. Уровень фитогормонов в растении определяется не только действием внешней среды, но и коррелятивными взаи­мосвязями между органами. В этой связи были проведены эксперименты по влиянию удаления части побегов или обрезки корней на формирование при­знаков пола. Удаление корней у конопли и шпината способствовало увеличению числа мужских растений. Введение в среду выращивания таких растений цитокинина приводило к образованию женских цветков. Удаление листьев способ­ствовало возрастанию количества женских растений, а введение гиббереллинов увеличивало число мужских экземпляров. Предполагают, что цитокинины, образующиеся в корнях, передвигаясь в апекс, включают программу, обуслов­ливающую проявление женского пола (пестичные цветки), тогда как гиббе­реллины, образующиеся в листьях, включают программу, связанную с мужской сексуализацией (тычиночные цветки) (М.Х. Чайлахян. В.Н. Хрянин). Развитие растений осуществляется по определенной генетической програм­ме. Развертывание этой программы, в том числе старение и смерть организма, проявление пола может в определенной мере контролироваться внешними условиями, через внутреннюю гормональную систему регуляции. Таким обра­зом, развитие растений происходит при взаимодействии генетических потенций и факторов внешней среды.

 
 

Copyright © 2010-2013 "Физиология растений" Онлайн-энциклопедия fizrast.ru