Jak zjistit pohlaví rostliny?

Otázka tvorby pohlaví u rostlin je jedním z nejsložitějších a nejméně prozkoumaných problémů v biologii vývoje rostlin. Jeho studium má přitom přímý význam pro vývoj metod zvyšování produktivity mnoha zemědělských plodin, zejména těch, které tvoří dvoudomé květy.

Stanovení pohlaví u rostlin

Pohlavní determinace u rostlin se týká tvorby pohlavních znaků v buňkách, orgánech nebo jednotlivcích pod vlivem jak genetických faktorů, tak podmínek vnějšího a vnitřního prostředí. Na základě přítomnosti a stupně vývoje generativních orgánů se květy dělí na oboupohlavné (hermafroditní) a jednopohlavné (dvoudomé). Posledně jmenované jsou pistillate (samice) nebo staminate (samci). Pokud jsou na jedné rostlině květy různých typů, pak se takové rostliny nazývají jednodomé. Rostliny, které mají na některých exemplářích pestíkové květy a na jiných staminózní květy, se nazývají dvoudomé. Je zajímavé, že pouze 4-5% rostlinných druhů je dvoudomých. Zástupci dvoudomých rostlin jsou kopřivy, chmel, rakytník, topol, vrba, šťovík, špenát aj.

Proces tvorby pohlaví se u rostlin vyskytuje v různých obdobích jejich vývoje a je dán především vlivem vnějších podmínek. Faktem je, že na rozdíl od živočišných organismů podléhá proces tvorby pohlaví u rostlin velkým výkyvům. Pod vlivem různých důvodů může dojít i k úplné přeměně jednoho pohlaví v druhé. Je to dáno regulačními procesy vyvolanými působením faktorů prostředí a vnitřními metabolickými změnami.

Vliv vnějších faktorů na určování pohlaví u rostlin

Řada faktů ukazuje na vliv takových vnějších vlivů, jako je vlhkost půdy a vzduchu, teplota, spektrální složení světla a podmínky minerální výživy na projevy pohlavních znaků u rostlin. Vzhled samičích květů a tvorbu samičích rostlin u dvoudomých druhů tedy usnadňují nízké teploty, vysoká vlhkost a dobrá výživa dusíkem. Vzhled samčích květů – vysoké teploty, nízká vlhkost, výživa draslíkem. Určení pohlaví závisí také na délce dne. Je dokázáno, že krátké dny vedou k většímu počtu samic. Dlouhé denní hodiny mají opačný účinek.

Vliv fytohormonů na určování pohlaví u rostlin

Studie provedené na dvoudomých rostlinách (kopřivy) a jednodomých rostlinách s dvoudomými květy (kukuřice, okurky) prokázaly roli fytohormonů při tvorbě rostlinného pohlaví. Hlavním párem fytohormonů, které řídí expresi pohlaví v rostlinách, jsou gibereliny a cytokininy. Gibbereliny se podílejí na utváření mužských vlastností a cytokininy a auxiny – ženských vlastností.

Hladina fytohormonů v rostlině je dána nejen působením vnějšího prostředí, ale také korelačními vztahy mezi orgány. Byly provedeny pokusy o vlivu odstranění části výhonků nebo prořezávání kořenů na tvorbu pohlavních znaků. Odstranění kořenů kopřiv přispělo ke zvýšení počtu samčích rostlin. Zavedení cytokininu do růstového média těchto stejných rostlin vedlo k vytvoření samičích květů. Předpokládá se, že cytokininy vytvořené v kořenech, pohybující se na vrchol (pozn.: špička výhonku), zapnou program, který určuje projev ženského pohlaví, zatímco gibereliny vytvořené v listech zapnou program spojený se samčím sexualizace. Pokud však pohlavní diferenciace buněk již začala, pak expozice fytohormonům nepovede ke změně směru tvorby geneticky předem určeného pohlaví. Vývoj rostlin probíhá podle určitého genetického programu. Nasazení tohoto programu včetně projevu pohlaví, stárnutí a smrti organismu lze do jisté míry řídit vnějšími podmínkami, prostřednictvím vnitřního hormonálního regulačního systému. K vývoji rostlin tedy dochází prostřednictvím interakce genetických potenciálů a faktorů prostředí.

Opeření

Proces přenosu pylu z prašníku (samčí květ) na bliznu (samičí květ) se nazývá opylování.

Jednodomé rostliny mají samčí i samičí květy na stejné rostlině. Například kukuřice – samčí květy se sbírají nahoře v lati a samičí květy se sbírají na kmeni v klasech. K opylování v kukuřici dochází pomocí větru.

Rajčata, lilek a mnoho obilných plodin jsou samosprašné rostliny. Například květy rajčat mají pestíky i tyčinky. Tyčinky jsou srostlé tak, že ve většině případů je pestík oplodněn vlastním pylem (fakultativní samosprašování).

Dvoudomé rostliny jsou navrženy tak, že samčí rostliny mají pouze samčí květy s tyčinkami a pylem, zatímco samičí rostliny mají samičí květy s pestíky. Pokud dojde k přenosu pylu mezi květy různých jedinců, nazývá se takové opylení křížové opylení. Křížové opylení způsobuje výměnu genů, udržuje vysokou úroveň genetické diverzity populací a vytváří široké pole pro přirozený výběr. Křížové opylení obvykle vyžaduje účast prostředníka – hmyzu, zvířete nebo člověka. Proto při pěstování dvoudomých rostlin v uzavřených půdních podmínkách budete muset převzít proces opylování.

Umělé opylení rostlin v uzavřených půdních podmínkách

Krok 1: Sbírejte pyl

Pokud pěstujete rostliny pro sebe v malém měřítku, pak k produkci semen bude stačit pyl z jedné větve samčí rostliny. Aby nedošlo k náhodnému nebo předčasnému opylení, izolujte samčí rostlinu co nejdříve, když se objeví prašník.

Před sběrem pylu položte na větev čistý sáček (papírový nebo plastový). Sáček zavažte tak, aby těsně přiléhal k větvi a pyl z něj nevypadal. Nechte balíček v tomto stavu několik dní. Před vyjmutím sáčku, když se nasbírá dostatek pylu, větvičkou jemně zatřeste, poté veškerý zbývající pyl spadne do sáčku. Opatrně odřízněte větev a teprve poté vyjměte sáček.

Krok 2: Skladování pylu

Pokud k opylení samičích rostlin nedojde okamžitě, musí být pyl dovedně konzervován, protože v přírodních podmínkách není dlouho skladován. Snadno se ničí vysokou teplotou a vlhkostí. Ale pyl lze skladovat v mrazáku několik měsíců. Nasbíraný pyl proto opatrně vyjmeme ze sáčku a vysypeme na papír. Chcete-li odstranit rostlinné zbytky, můžete pyl prosít přes síto (pod síto je také umístěn papír). Poté pomocí předem sterilizované škrabky sesbíráme pyl z papíru, dáme do sterilní nádoby a dáme do mrazáku.

Krok 3. Proces opylení

Pokud se proces opylení provádí ihned po sběru pylu, můžete jednoduše položit sáček pylu na samičí rostlinu a mírně s ním zatřást. Pro zajištění spolehlivých výsledků můžete balíček nechat na samičí rostlině jeden den. Dbejte na to, aby při opylení nedocházelo k průvanu a aby se pyl nerozsypal. Pokud jsou ve skleníku rostliny, které nejsou určeny k opylení, izolujte je nebo proveďte opylení na samostatném místě.

DŮLEŽITÉ: Před každým novým opylovacím postupem očistěte oblast, kde opylujete. Než po oplodnění vezmete samičí rostliny zpět do skleníku, postříkejte je vodou, abyste smyli a zničili veškerý zbývající pyl. Tím zabráníte opylování jiných rostlin.

Pokud k procesu opylení dojde po nějaké době a pyl byl uložen v mrazáku, bude nutné opylení provést ručně štětcem. K tomu ponořte štěteček do nádobky s pylem a pyl štětečkem opatrně a snadno nanášejte na pestíky. Zde byste měli být opatrní: pyl by se neměl náhodně setřást z kartáče. Tato metoda je dobrá pro každého, ale nakonec nezískáte tolik semínek jako v prvním případě.

Vnitřní půda má nepochybně své vlastní vlastnosti a určité potíže při reprodukci podmínek prostředí pro úspěšný vývoj rostlin. Ale
Moderní úroveň vědy a znalostí umožňuje získat vynikající úrodu a dokonce produkovat potomstvo ve formě semen.

Otázka tvorby pohlaví u rostlin je jedním z nejsložitějších a nejméně prozkoumaných problémů v biologii vývoje rostlin. Jeho studium má přitom přímý význam pro vývoj metod zvyšování produktivity mnoha zemědělských plodin, zejména těch, které tvoří dvoudomé květy.

Stanovení pohlaví u rostlin

Pohlavní determinace u rostlin se týká tvorby pohlavních znaků v buňkách, orgánech nebo jednotlivcích pod vlivem jak genetických faktorů, tak podmínek vnějšího a vnitřního prostředí. Na základě přítomnosti a stupně vývoje generativních orgánů se květy dělí na oboupohlavné (hermafroditní) a jednopohlavné (dvoudomé). Posledně jmenované jsou pistillate (samice) nebo staminate (samci). Pokud jsou na jedné rostlině květy různých typů, pak se takové rostliny nazývají jednodomé. Rostliny, které mají na některých exemplářích pestíkové květy a na jiných staminózní květy, se nazývají dvoudomé. Je zajímavé, že pouze 4-5% rostlinných druhů je dvoudomých. Zástupci dvoudomých rostlin jsou kopřivy, chmel, rakytník, topol, vrba, šťovík, špenát aj.

Proces tvorby pohlaví se u rostlin vyskytuje v různých obdobích jejich vývoje a je dán především vlivem vnějších podmínek. Faktem je, že na rozdíl od živočišných organismů podléhá proces tvorby pohlaví u rostlin velkým výkyvům. Pod vlivem různých důvodů může dojít i k úplné přeměně jednoho pohlaví v druhé. Je to dáno regulačními procesy vyvolanými působením faktorů prostředí a vnitřními metabolickými změnami.

Vliv vnějších faktorů na určování pohlaví u rostlin

Řada faktů ukazuje na vliv takových vnějších vlivů, jako je vlhkost půdy a vzduchu, teplota, spektrální složení světla a podmínky minerální výživy na projevy pohlavních znaků u rostlin. Vzhled samičích květů a tvorbu samičích rostlin u dvoudomých druhů tedy usnadňují nízké teploty, vysoká vlhkost a dobrá výživa dusíkem. Vzhled samčích květů – vysoké teploty, nízká vlhkost, výživa draslíkem. Určení pohlaví závisí také na délce dne. Je dokázáno, že krátké dny vedou k většímu počtu samic. Dlouhé denní hodiny mají opačný účinek.

Vliv fytohormonů na určování pohlaví u rostlin

Studie provedené na dvoudomých rostlinách (kopřivy) a jednodomých rostlinách s dvoudomými květy (kukuřice, okurky) prokázaly roli fytohormonů při tvorbě rostlinného pohlaví. Hlavním párem fytohormonů, které řídí expresi pohlaví v rostlinách, jsou gibereliny a cytokininy. Gibbereliny se podílejí na utváření mužských vlastností a cytokininy a auxiny – ženských vlastností.

Hladina fytohormonů v rostlině je dána nejen působením vnějšího prostředí, ale také korelačními vztahy mezi orgány. Byly provedeny pokusy o vlivu odstranění části výhonků nebo prořezávání kořenů na tvorbu pohlavních znaků. Odstranění kořenů kopřiv přispělo ke zvýšení počtu samčích rostlin. Zavedení cytokininu do růstového média těchto stejných rostlin vedlo k vytvoření samičích květů. Předpokládá se, že cytokininy vytvořené v kořenech, pohybující se na vrchol (pozn.: špička výhonku), zapnou program, který určuje projev ženského pohlaví, zatímco gibereliny vytvořené v listech zapnou program spojený se samčím sexualizace. Pokud však pohlavní diferenciace buněk již začala, pak expozice fytohormonům nepovede ke změně směru tvorby geneticky předem určeného pohlaví. Vývoj rostlin probíhá podle určitého genetického programu. Nasazení tohoto programu včetně projevu pohlaví, stárnutí a smrti organismu lze do jisté míry řídit vnějšími podmínkami, prostřednictvím vnitřního hormonálního regulačního systému. K vývoji rostlin tedy dochází prostřednictvím interakce genetických potenciálů a faktorů prostředí.

Opeření

Proces přenosu pylu z prašníku (samčí květ) na bliznu (samičí květ) se nazývá opylování.

Jednodomé rostliny mají samčí i samičí květy na stejné rostlině. Například kukuřice – samčí květy se sbírají nahoře v lati a samičí květy se sbírají na kmeni v klasech. K opylování v kukuřici dochází pomocí větru.

Rajčata, lilek a mnoho obilných plodin jsou samosprašné rostliny. Například květy rajčat mají pestíky i tyčinky. Tyčinky jsou srostlé tak, že ve většině případů je pestík oplodněn vlastním pylem (fakultativní samosprašování).

Dvoudomé rostliny jsou navrženy tak, že samčí rostliny mají pouze samčí květy s tyčinkami a pylem, zatímco samičí rostliny mají samičí květy s pestíky. Pokud dojde k přenosu pylu mezi květy různých jedinců, nazývá se takové opylení křížové opylení. Křížové opylení způsobuje výměnu genů, udržuje vysokou úroveň genetické diverzity populací a vytváří široké pole pro přirozený výběr. Křížové opylení obvykle vyžaduje účast prostředníka – hmyzu, zvířete nebo člověka. Proto při pěstování dvoudomých rostlin v uzavřených půdních podmínkách budete muset převzít proces opylování.

Umělé opylení rostlin v uzavřených půdních podmínkách

Krok 1: Sbírejte pyl

Pokud pěstujete rostliny pro sebe v malém měřítku, pak k produkci semen bude stačit pyl z jedné větve samčí rostliny. Aby nedošlo k náhodnému nebo předčasnému opylení, izolujte samčí rostlinu co nejdříve, když se objeví prašník.

Před sběrem pylu položte na větev čistý sáček (papírový nebo plastový). Sáček zavažte tak, aby těsně přiléhal k větvi a pyl z něj nevypadal. Nechte balíček v tomto stavu několik dní. Před vyjmutím sáčku, když se nasbírá dostatek pylu, větvičkou jemně zatřeste, poté veškerý zbývající pyl spadne do sáčku. Opatrně odřízněte větev a teprve poté vyjměte sáček.

Krok 2: Skladování pylu

Pokud k opylení samičích rostlin nedojde okamžitě, musí být pyl dovedně konzervován, protože v přírodních podmínkách není dlouho skladován. Snadno se ničí vysokou teplotou a vlhkostí. Ale pyl lze skladovat v mrazáku několik měsíců. Nasbíraný pyl proto opatrně vyjmeme ze sáčku a vysypeme na papír. Chcete-li odstranit rostlinné zbytky, můžete pyl prosít přes síto (pod síto je také umístěn papír). Poté pomocí předem sterilizované škrabky sesbíráme pyl z papíru, dáme do sterilní nádoby a dáme do mrazáku.

Krok 3. Proces opylení

Pokud se proces opylení provádí ihned po sběru pylu, můžete jednoduše položit sáček pylu na samičí rostlinu a mírně s ním zatřást. Pro zajištění spolehlivých výsledků můžete balíček nechat na samičí rostlině jeden den. Dbejte na to, aby při opylení nedocházelo k průvanu a aby se pyl nerozsypal. Pokud jsou ve skleníku rostliny, které nejsou určeny k opylení, izolujte je nebo proveďte opylení na samostatném místě.

DŮLEŽITÉ: Před každým novým opylovacím postupem očistěte oblast, kde opylujete. Než po oplodnění vezmete samičí rostliny zpět do skleníku, postříkejte je vodou, abyste smyli a zničili veškerý zbývající pyl. Tím zabráníte opylování jiných rostlin.

Pokud k procesu opylení dojde po nějaké době a pyl byl uložen v mrazáku, bude nutné opylení provést ručně štětcem. K tomu ponořte štěteček do nádobky s pylem a pyl štětečkem opatrně a snadno nanášejte na pestíky. Zde byste měli být opatrní: pyl by se neměl náhodně setřást z kartáče. Tato metoda je dobrá pro každého, ale nakonec nezískáte tolik semínek jako v prvním případě.

Vnitřní půda má nepochybně své vlastní vlastnosti a určité potíže při reprodukci podmínek prostředí pro úspěšný vývoj rostlin. Ale
Moderní úroveň vědy a znalostí umožňuje získat vynikající úrodu a dokonce produkovat potomstvo ve formě semen.