APOMIXIS: TÜRLERI, MEKANIZMASI, ÖNEMI VE ÖRNEKLERI - BILIM - 2025

Eşeysiz tohum ile belirli türlerinin eşeysiz üreme şeklidir. Bunun sonucu, ana bitkiye genetik olarak özdeş bir nesildir. Apomiksisin etimolojik anlamı, - yokluk ya da yokluk - anlamına gelen Yunanca "apo" dan ve karışım veya birleşmeyi ifade eden "mixis" den gelir. Nitekim apomikside embriyonun oluşumu için erkek ve dişi gametlerin birleşmesi gerçekleşmez.

Apomiktik bitkiler, eşeyli üremenin sağladığı adaptif avantajları - evrimsel bir bakış açısından - ifade etmezler. Bununla birlikte apomiksis, belirli çevresel koşullara uyarlanmış genotiplerin korunmasına izin veren bir mekanizmadır.

Karahindiba (Taraxacum officinalis) ana apomiktik türlerden biridir. Kaynak: Pixabay.com

Apomiksiste üreme mekanizması cinsel süreci atlar ve bitkinin tohumlar aracılığıyla çoğalmasına izin verir. Bu süreçte, mayoz, yani döllenmeden embriyo oluşumu ve canlı endosperm oluşumu meydana gelmez.

Apomiktik bitkilerin tohumları, mayoz ve döllenmeyi atlayarak ovülün ana dokusundan oluşur. Bu tür üreme, Poaceae familyasının çoğu türünde ve ayrıca Asteraceae, Rosaceae ve Rutaceae cinslerinde sık görülür.

Bu kapasite, mısır ve buğday gibi tarımsal açıdan önemli mahsullere aktarılabilseydi, kullanımı üstün genotiplerden elde edilen gıdanın niceliğini ve kalitesini destekleyeceği için yararlı bir genetik gelişme parçası haline gelirdi.

Türleri

Bitkilerin apomiksis ile çoğaldığı üç farklı mekanizma bilinmektedir. Diplosporia ve aposporiya bağlı gametofitik apomiksi ve sporofitik apomiksi veya maceracı embriyo.

Diplosporia

Diplosporia, embriyonun indirgenmemiş bir embriyo kesesinden kaynaklandığı aseksüel bir üreme mekanizması veya apomiksisidir. Sonuç olarak, yeni embriyo, ana bitki ile aynı kromozom sayısına sahiptir.

Embriyo kesesinin veya dişi gametofitin ana hücresinin doğrudan embriyodan gelişmesiyle oluşan bir süreçtir. Diploid partenogenesis olarak da bilinir, diploid bir embriyonun varlığı ile karakterizedir.

Aposporia

Aposporia, embriyo kesesinin somatik hücrelerden kaynaklandığı apomiktik veya aseksüel bir üreme mekanizmasıdır. Embriyo kesesi, embriyo kesesinin kök hücresini çevreleyen integument veya nucelada bulunan bazı somatik hücrelerden kaynaklanır.

Bu durumda, bir gametofit gelişir, ancak mayoz oluşmaz; embriyo da diploiddir. Bu süreçte, kromozom sayısında azalma meydana gelmez, bu da yumurtanın partenogenezi veya apomiktik gelişimi ile tamamlanır.

Aposporik bir tür olan Paspalum dilatatum. Kaynak: Jebulon

Maceracı embriyo

Çekirdek embriyo veya sporofitik apomiksi olarak adlandırılan bu, turunçgillerde yaygın olarak bulunan tohumlar veya apomiksis tarafından eşeysiz üreme türüdür. Bu durumda, embriyo diploid bir sporofitten geliştiği için embriyo kesesi oluşumu gözlenmez.

Aslında embriyo, ana bitkinin yumurtası seviyesindeki somatik bir hücreden kaynaklanır. Daha sonra ardışık mitotik bölünmelerle gelişir, ne mayoz süreci ne de dişi gametofit oluşumu meydana gelmez.

mekanizma

Apomiksis, cinsel üreme için temel olan embriyonik süreçlerin belirli aşamalarının değiştirilmesinin sonucudur. Bu durumda, rastgele birleşim ve gametlerin füzyonu dahil olmak üzere kromozom sayısının ve mayotik sürecin azalması.

Gerçekten de apomiks sırasında bu embriyonik değişiklikler, mayotik süreci ve ürünlerini devre dışı bırakmayı başarır. Aynı şekilde, partenogenetik gelişim yoluyla döllenme sürecini önler veya değiştirirler.

Apomiksisde onu cinsel üremeden ayıran dört embriyonik süreç vardır:

Apomeiosis

Makrospora -megaspore- mayotik redüksiyon veya dejenerasyon olmadan sporofitik yapılar oluştuğunda meydana gelen bir süreçtir. Mayotik sürecin basitleştirilmesini oluşturur ve hem diplosporia hem de aposporiada meydana gelirler.

Embriyo kesesinin gelişimi

Apomiksiste, sitolojik olarak indirgenmemiş hücreler (2 ⁿ ) embriyo kesesini geliştirme yeteneğine sahiptir. Aposporik apomiktik türler söz konusu olduğunda, embriyo kesesi seminal primordium veya nucela'nın iç kısmından gelişir.

eşeysiz üreme

Önceden döllenme olmaksızın doğrudan yumurta hücresinden embriyonun oluşmasıyla sonuçlanan embriyonik süreç. Yani, döllenmemiş bir yumurtadan yeni bir bitkinin oluşumu için ovülün apomiktik gelişimi.

Adventif embriyo süreci turunçgillerde yaygındır. Kaynak: Pixabay

Pseudogamy

Ana hücrenin döllenmesi olmadan gelişmelerine rağmen, tozlaşma gerektiren apomiktik bitkilerle ilgili süreç. Endosperm, erkek gametin embriyo kesesinin hücrelerinin polar çekirdekleriyle füzyonundan oluşur.

Aslında, gametofitik apomiksis süreçlerinde, dişi ve erkek gametlerin füzyonu veya çift döllenme baskılanır. Ancak polar çekirdeklerin döllenmesi iptal edilse bile endosperm bağımsız olarak gelişir.

Önem

Apomixis, kısa sürede tohum ve yeni türler üretmek için etkili bir tekniktir. Aslında, daha iyi verime ve daha yüksek fenotipik kaliteye sahip yeni melez çeşitlerin oluşturulmasına izin verir.

Apomixis sayesinde melezlerde belirli belirli karakterlerin kaybı önlenir. Hastalıksız bitkilerin üretimi için işlevsel bir mekanizma olması ve mahsulün daha yüksek verim ve verimlilik elde etmesi.

Örnekler

Taraxacum officinalis (karahindiba) apomiktik bitkilerin en yaygın örneklerinden biridir. Bu bakımdan apomiksis, Poaceae -çim-, Rosaceae ve Composite -asteraceae- familyalarına ait bitkilerde sıklıkla görülür.

Kompozitlerde veya asteraceae'de apomiksis, çoğu türün kaçınılmaz üreme biçimidir. Aksine, Poaceae ve Rosaceae'de apomiksis, cinsel üreme -apomixis fakültatif- ile değişmektedir.

Spesifik olarak, apomiksis birkaç cins içinde meydana gelir; Achillea, Arnica, Brachycome, Crepis, Conyza, Erigeron, Eupatorium, Hieracium, Parthenium ve Taraxacum.

Poaceae'de apomiksis başlangıçta Poa cinsinde tanımlandı, daha sonra çeşitli paniceas ve andropogoneas'ta tanımlandı. Poaceae cinsleri arasında Bothriochloa, Capillipedium, Cenchrus, Dichanthium, Heteropogon, Paspalum, Setaria, Sorghum ve Themeda sayılabilir.

Ağlayan çimen (Eragrostis curvula). Kaynak: USDA NRCS Tucson PMC

Ağlayan ot (Eragrostis curvula), sığır eti üretimini artırmaya izin veren bir besin kaynağıdır. Üreme biçimlerinden biri, zorunlu veya isteğe bağlı olabilen diplosporik apomiksis yoluyladır.

Apomiktik bitkilerin diğer örnekleri, Rosaceae familyasının Sorbus -serbales- ve Crataegus -thorn- cinslerinde bulunur. Asteraceae familyasına ait Rubus fruticosus (bramble) türü ve çiçekli bitkiler Hieracium cinsi.

Referanslar

1. Aguilera, PM (2013). Paspalum L.'nin Plicatula grubuna ait türlerde apomixis lokusunun genetiği ve konumu moleküler tekniklerle ortaya çıkarılmıştır. (Yüksek Lisans Tezi) Universidad Nacional del Nordeste. Tarım Bilimleri Fakültesi. Kuzeydoğu Botanik Enstitüsü. (IBONE-CONICET).
2. Apomixis (2018) Wikipedia, Ücretsiz Ansiklopedi. Kurtarıldı: es.wikipedia.org
3. Ferrari Felismino, Mariana, Pagliarini, Maria Suely ve Borges do Valle, Cacilda. (2010). Yapay olarak tetraploidize edilmiş cinsel Brachiaria ruziziensis ve tetraploid apomiktik B. brizantha (Poaceae) arasındaki türler arası melezlerin mayotik davranışı. Scientia Agricola, 67 (2), 191-197.
4. Martínez, EJ (2001). Paspalum notatum (Yüksek Lisans Tezi) Tam ve Doğa Bilimleri Fakültesi'nde apomiktik üremenin kalıtımı ve karaktere bağlı moleküler belirteçlerin tanımlanması. Buenos Aires Üniversitesi.
5. Meier, MS, Zappacosta, DC, Selva, JP, Cervigni, G. ve Echenique, CV (2008). Apomixis, çalışması ve olası kullanımları. AgroUNS, Yıl V, Sayı 9. sayfa 10-13.
6. Quero Carrillo, AR, Enríquez Quiroz, JF, Morales Nieto, CR ve Miranda Jiménez, L. (2010). Apomixis ve tropikal yem otlarının seçimi ve iyileştirilmesindeki önemi: inceleme. Meksika Hayvancılık Bilimleri Dergisi, 1 (1), 25-42.