Партенокарпия

Производство бессемянных плодов без внесения удобрений.

Бессемянный арбуз

В ботанике и садоводстве партенокарпия — это естественное или искусственно вызванное образование плодов без оплодотворения семяпочек , в результате чего плоды становятся бессемянными. Это явление наблюдалось с древних времен ^[1] , но впервые было научно описано немецким ботаником Фрицем Ноллем в 1902 году. ^[2]

Стеноспермокарпия также может давать плоды, по-видимому, без семян , но на самом деле семена прерываются, пока они еще маленькие. Партенокарпия (или стеноспермокарпия) иногда возникает как мутация в природе; если он поражает каждый цветок, растение больше не может размножаться половым путем ^, но ^может размножаться ^{апомиксисом} или вегетативным путем. Примеры этого включают многие сорта цитрусовых, которые для размножения подвергаются нуцеллярному зародышу вместо исключительно полового размножения и могут давать плоды без косточек.

Экологическое значение

Ценное значение может иметь партенокарпия некоторых плодов растения. До 20% плодов дикого пастернака партенокарпические. Некоторые травоядные животные предпочитают плоды дикого пастернака без косточек, поэтому они служат «приманкой для защиты» от хищничества семян . ^[3] Можжевельник штата Юта имеет аналогичную защиту от кормления птиц. ^[4] Способность производить бессемянные плоды при неудачном опылении может быть преимуществом для растения, поскольку обеспечивает питание для распространителей семян растения. Без фруктового урожая животные, разносящие семена, могут умереть от голода или мигрировать.

У некоторых растений для партенокарпии требуется опыление или другая стимуляция, называемая стимулирующей партенокарпией . Растения, которые не требуют опыления или другой стимуляции для образования партенокарпических плодов, имеют вегетативную партенокарпию . Бессемянные огурцы являются примером вегетативной партенокарпии, бессемянные арбузы - примером стеноспермокарпии, поскольку представляют собой незрелые семена (абортированные).

Растения, которые переместились из одного региона мира в другой, не всегда могут сопровождаться партнером-опылителем, а нехватка опылителей стимулировала выращивание человеком партенокарпических сортов.

Коммерческое значение

Отсутствие косточек считается желательной чертой съедобных плодов с твердыми семенами, таких как бананы , ананасы , апельсины и грейпфруты . Партенокарпия также желательна для фруктовых культур, которые трудно опылять или удобрять, таких как инжир , томаты и кабачки . У двудомных видов, таких как хурма , партенокарпия увеличивает урожайность плодов, поскольку для получения пыльцы не нужно сажать тычиночные деревья. Партенокарпия нежелательна для орехоплодных культур, таких как фисташки , для которых съедобной частью являются семена. Садоводы отобрали и размножили партенокарпические сорта многих растений, в том числе банана , инжира , кактусовой груши ( Opuntia ), хлебного дерева и баклажана . Некоторые растения, такие как ананас, дают плоды без косточек при выращивании одного сорта, поскольку они самобесплодны. Некоторые огурцы дают плоды без косточек, если исключить опылителей . Бессемянные растения арбуза на самом деле выращивают из семян. Семена получают путем скрещивания диплоидного родителя с тетраплоидным родителем для получения триплоидных семян.

Некоторые партенокарпические сорта имеют древнее происхождение. Самым старым известным культурным растением является партенокарпический инжир, который впервые был выращен не менее 11 200 лет назад. ^[5]

В некоторых климатических условиях сорта груш с обычными семенами дают в основном плоды без косточек из-за отсутствия опыления. ^[6]

При опрыскивании цветов любой из растительных гормонов гиббереллин , ауксин и цитокинин может стимулировать развитие партенокарпических плодов. Это называется искусственной партенокарпией . Растительные гормоны редко используются в коммерческих целях для получения партенокарпических плодов. Домашние садоводы иногда опрыскивают помидоры ауксином, чтобы обеспечить урожайность. ^[7]

Некоторые партенокарпические сорта были выведены как генетически модифицированные организмы . ^{[8] [9]}

Заблуждения

• Большинство коммерческих бессемянных сортов винограда, таких как «Томпсон Сидлесс», бессемянные не из-за партенокарпии, а из-за стеноспермокарпии . ^[10]
• Иногда утверждают, что партенокарпия является эквивалентом партеногенеза у животных. ^[11] Это неверно, поскольку партеногенез — это метод бесполого размножения с образованием зародыша без оплодотворения, а партенокарпия предполагает образование плодов без образования семян. Растительный эквивалент партеногенеза — апомиксис .

Рекомендации

1. Густавсон, Феликс Г. (1 ноября 1942). «Партенокарпия: естественная и искусственная». Ботаническое обозрение . 8 (9): 599–654. дои : 10.1007/BF02881046. ISSN  1874-9372. S2CID  26990263.
2. Нолл, Ф. (1902). «Fruchtbildung ohne vorausgegangene Bestaubung (Parthenokarpie) bei der Gurke». Gesellschaft für Natur- und Heilkunde zu Bonn . 1 : 149–162.
3. Зангерл А.Р., Нитао Дж.К., Беренбаум М.Р. (1991). «Партенокарпические плоды дикого пастернака: защита-ловушка от специализированного травоядного». Эволюционная экология . 5 (2): 136–45. дои : 10.1007/BF02270830. S2CID  44584261.
4. Фуэнтес М., Шупп Э.В. (1998). «Пустые семена уменьшают хищничество семян можжевельника остеосперма птицами ». Эволюционная экология . 12 (7): 823–7. дои : 10.1023/А: 1006594532392. S2CID  19570153.
5. Кислев М.Е., Хартманн А., Бар-Йосеф О. (июнь 2006 г.). «Ранний одомашненный инжир в долине реки Иордан». Наука . 312 (5778): 1372–4. Бибкод : 2006Sci...312.1372K. дои : 10.1126/science.1125910. PMID  16741119. S2CID  42150441.
6. Р. Л. Стеббинс, В. М. Меллентин и П. Б. Ломбард (1981) Опыление и коммерческие сорта груш в Орегоне Служба повышения квалификации Университета штата Орегон.
7. Пандольфини, Тициана (23 ноября 2009 г.). «Производство бессемянных плодов путем гормональной регуляции завязывания плодов». Питательные вещества . 1 (2). Университет Вероны : 168–177. дои : 10.3390/nu1020168 . ПМК 3257607 . ПМИД  22253976. 
8. Пандольфини Т., Ротино Г.Л., Камерини С., Дефез Р., Спена А. (2002). «Оптимизация действия трансгена на посттранскрипционном уровне: высококачественные партенокарпические плоды промышленных томатов». БМК Биотехнология . 2 :1. дои : 10.1186/1472-6750-2-1 . ПМК 65046 . ПМИД  11818033. 
9. Акчиарри, Н.; Рестайно, Ф.; Вителли, Г.; Перроне, Д.; Зоттини, М.; Пандольфини, Т.; Спена, А.; Ротино, Г. (2002). «Генетически модифицированные партенокарпические баклажаны: повышение урожайности фруктов как при выращивании в теплице, так и в открытом грунте». БМК Биотехнология . 2 :4. дои : 10.1186/1472-6750-2-4 . ПМК 101493 . ПМИД  11934354. 
10. Маллинз, М., Буке, А., Эдвард, Л. (1992). Маллинз, Майкл Г.; Буке, Ален; Уильямс, Ларри Э. (16 июля 1992 г.). Биология виноградной лозы. Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521305075.. Издательство Кембриджского университета, стр. 75.
11. «партеногенез. Колумбийская энциклопедия, шестое издание. 2001-07». bartleby.com . Архивировано из оригинала 28 июня 2008 года.

Внешние ссылки

• Вайс Дж., Нерд А. и Мизрахи Ю. (1993). «Вегетативная партенокарпия кактуса груши Opuntia ficus-indica (L.) Mill». Анналы ботаники . 72 (6): 521–6. дои : 10.1006/anbo.1993.1140.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )