Kaj je v botaniki Apomixis?

Apomiksis je izraz, ki se običajno uporablja za cvetoče rastline, da označi, da so se razmnoževale nespolno s semeni. Rastline, ki zrastejo iz teh semen, so enake matični rastlini. To je zelo koristno za pridelavo semen in vzrejo rastlin. Več kot 400 rastlinskih vrst proizvaja apomiktična semena, vključno z regratom in robidami.
Fakultativna apomiksa označuje situacijo, ko se apomiksis pojavlja del časa, vendar se lahko spolno razmnoževanje še vedno zgodi. To je lahko evolucijsko zelo koristno. Kentucky bluegrass na primer občasno proizvaja nove seve s spolnim razmnoževanjem. Najboljši med njimi se razmnožujejo z apomiksisom, rastlina pa ima veliko sevov, ki so dobro prilagojeni na lokalizirana območja.

Arktične rastline imajo velike koristi od apomiktičnega razmnoževanja. Tamkajšnje ekstremne razmere otežujejo opraševanje z žuželkami, zato je težko prenašati genski material iz rastline v rastlino. Glede na težke pogoje bi lahko rastline imele koristi od nekaj bolj specializiranih sevov kot od nenehno razvijajočih se populacij, ki bi se pojavile pri spolnem razmnoževanju.

Veliko je zanimanja za učenje, kako genetsko manipulirati z apomiktičnimi rastlinami iz kmetijskih razlogov. Vendar pa obstajajo tehnične težave pri tem. Rastline, ki so apomiktične, pogosto kažejo poliploidijo, kar pomeni, da imajo več kot dve kopiji svojih kromosomov. To lahko oteži prenos genov.

Prednost uporabe apomiktičnega semena bi bila, da bi mali kmetje lahko pridelali lastna semena elitnih sort. Virusne bolezni se lahko širijo skozi vegetativno razmnožene rastline, to pa bi lahko zmanjšali s kloniranjem s semenskimi kulturami. Lahko bi izkoristili tudi lokalno prilagojene sorte, ki so odporne na ekstremne podnebne razmere ali patogene.

Obstajata dve glavni obliki apomiksisa. Prvi vključuje gametofit, ki je razmnoževalna haploidna večcelična struktura rastline. Haploidnost pomeni, da vsebuje samo en niz kromosomov. Gametofit proizvaja gamete – zrele reproduktivne celice, ki bi se običajno združile z drugim nasprotnim spolom za spolno razmnoževanje. Pri gametofitski apomiksisi pa iz neoplojene jajčne celice nastane zarodek. To je podobno partenogenezi pri živalih, ki je razmnoževanje pri samicah, brez spola.

Druga oblika je znana kot sporofitni apomiksis. V tem primeru se zarodki oblikujejo kot brsti neposredno iz kožnega tkiva. To je del notranjega tkiva ovule, strukture, ki drži zarodno vrečko. Zarodna vrečka se nadaljuje s svojim razvojem, sporofitni zarodek pa bo tvoril apomiktična semena. Ta proces je znan tudi kot naključni zarodek. Razen tega, da se običajno pojavlja pri citrusih, je sporofitska apomiksisa redek proces pri višjih rastlinah.