植物怎么产生后代?不同繁殖方式有什么区别?作物是什么繁殖方式?

发布时间:2024-04-25  来源:  阅读量:22

问题:植物怎么产生后代?不同繁殖方式有什么区别?作物是什么繁殖方式?

回答:

植物通过繁殖产生后代,植物产生新个体的现象称繁殖。生命通过繁殖而延续,繁殖是生命最基本的特征之一。通过繁殖,包含生物基本特征的遗传信息由亲本传递给子代。

植物的繁殖方式大体可分为两类:一类是有性繁殖(sexual reproduction),其特点是雌雄配子结合,经过受精过程形成种子繁衍后代。根据雌雄配子来自同一植株或不同植株,又可将有性繁殖分为自花授粉(self-pollination)、异花授粉(cross pollination)和常异花授粉(often cross-pollination)。另一类是无性繁殖(asexual reproduction),其特点是不经过两性细胞受精过程即可产生后代,无性繁殖又分为植株营养体繁殖和无融合生殖繁殖两类。

 下面从有性繁殖和无性繁殖两个方面分别介绍不同作物的繁殖方式:

1.有性繁殖

1)自花授粉。花粉传到同一朵花的雌蕊柱头上,或同株的花粉传播到同株的雌蕊柱头上,都称为自花授粉。通过自花授粉方式繁殖后代的植物称为自花授粉植物。常见的自花授粉植物有水稻、小麦、大麦、燕麦、大豆、豌豆、花生、芝麻、绿豆、马铃薯、亚麻和烟草等。自花授粉植物的天然异交率般低于1%,不超过4%,大麦的天然异交率为0.04% ~ 0.15%,大豆0.5% ~ 1.0%,水稻、小麦4%左右。

2)异花授粉。雌蕊柱头接受异株异花花粉授粉的称为异花授粉,通过异花授粉方式繁殖后代的植物称为异花授粉植物。常见的异花授粉植物有玉米、黑麦、甘薯、木薯、向日葵、白菜型油菜、烟草、蓖麻、大麻、甘蔗、甜菜、紫花苜蓿、三叶草、草木犀等。异花授粉作物主要由风力或昆虫传播异花花粉而结实,其天然异交率在50%以上,很多植物可达100%。

3)常异花授粉。同时依赖自花授粉和异花授粉两种方式繁殖后代的称为常异花授粉植物。常异花授粉植物通常仍然以自花授粉为主要授粉方式,同时存在一定比例的天然异交,是自花授粉植物和异花授粉植物的过渡类型。常见的常异花授粉植物有:棉花、甘蓝型油菜、芥菜型油菜、高粱、蚕豆、粟等,它们的天然异交率在5% ~ 50%之间,且变幅较大。如陆地棉的天然异交率为1% ~ 18%,蚕豆为17% ~ 49%,甘蓝型油菜为10% ~ 30%。

4)特殊有性繁殖。如自交不亲性和与雄性不育性。自交不亲和性(self-incompatibility)指具有完全花并可形成正常雌雄配子,但缺乏自花授粉结实能力的一种自交不育性。具有自交不亲和性的植物有甘薯、黑麦、白菜型油菜、向日葵、甜菜、白菜和甘蓝等。具有自交不亲和性的植物通常表现出雌蕊排斥自花授粉的行为,使自花的雄配子在受精的不同阶段受阻。自交不亲和性是一种受遗传控制、提高植物自然异交率的特殊适应性。在杂种优势利用中,可以利用自交不亲和性植株作为母本,通过异花授粉生产大量的杂交种子,降低制种成本,提高制种效率,因而是一种有实用价值的有性繁殖方式。具有雄性不育性(male sterility)的植物,其雌蕊能够正常而花粉败育,不产生有功能的雄配子。雄性不育性广泛存在于水稻、玉米、高粱、油菜、大麦、小麦、棉花、向日葵等植物中。目前,雄性不育性的调控机制主要分为两类:核基因控制的细胞核雄性不育(genic male sterility, GMS)以及细胞质-细胞核互作型雄性不育,其中质-核互作的雄性不育又简称为胞质雄性不育性(cytoplasmic male sterility, CMS)。

2.无性繁殖

1)营养体繁殖。许多植物的营养体部分具有再生繁殖能力,如植株的根、茎、叶、芽等营养器官。利用营养器官的再生能力,采取分根、扦插、压条、嫁接等方法繁殖后代的方式称为营养体繁殖。营养体繁殖的植物有甘薯、马铃薯、木薯、甘蔗和蓖麻等。大部分果树和花卉也是采用营养体繁殖(vegetative propagation)方式繁殖后代。由营养体繁殖的后代称为无性系(clone),它是来自于母本的营养体,都保持其母体的性状而不发生或极少发生性状分离现象。一些不易进行有性繁殖而又需保持品种优良性状(如杂种优势)的植物,可利用无性系保持种性。

2)无融合生殖。植物的性细胞甚至雌配子体内的某些单倍体细胞、二倍体细胞,不经过正常受精和两性配子的融合过程而直接形成种子以繁衍后代的方式,称为无融合生殖(apomixes)。无融合生殖有多种类型,主要包括:无孢子生殖(apospory)、二倍体孢子生殖(diplospory)、不定胚生殖(adventitious embryony)、孤雌生殖(parthenogenesis)和孤雄生殖(androgenesis)。无孢子生殖是大孢子母细胞或幼胚败育,而由胚珠体细胞进行有丝分裂直接形成二倍体胚囊,最后形成种子。二倍体孢子生殖是由大孢子母细胞不经过减数分裂而进行有丝分裂,直接产生二倍体的胚囊,最后形成种子。不定胚生殖由胚珠或子房壁的二倍体细胞经过有丝分裂形成胚,同时由正常胚囊中的极核发育成胚乳而形成种子。孤雌生殖是胚囊中的卵细胞未和精核结合,直接形成单倍体的胚。有时胚囊中的助细胞和反足细胞(配子体的体细胞),在特殊情况下,也能发育为单倍体或二倍体的胚。孤雄生殖是进入胚囊中的精核未与卵细胞融合,直接形成单倍体的胚。具单倍体胚的种子后代,经染色体加倍可获得基因型纯合的二倍体,否则表现高度不育。上述各类无融合生殖所获得的后代,无论来自于母体的性细胞或体细胞,或来自父本的性细胞,其共同的特点是都没有经过受精过程,即都未经过雌雄配子的融合过程而直接形成胚,最后形成种子(后代)。这些后代只具有母本或父本一方的遗传物质,表现母本或父本一方的遗传性状,所以仍然属于无性繁殖的范畴。

  作物的繁殖方式并非一成不变,当同一作物面临不同环境或生长条件时,可能会采用不同的繁殖方式。例如,在适宜的环境下,一些作物可能更倾向于通过有性繁殖方式来繁殖后代,如在充足的水分和阳光下。但是,如果环境变得干旱或者光照不足,作物可能会倾向于采用无性繁殖方式,如通过块茎、分株或者匍匐茎来繁殖,以增加后代的存活率。此外,在农业生产中,人们可能会选择不同的繁殖方式来满足不同的需求。例如,为了保持品种的纯度和遗传特性,农民可能更倾向于采用有性繁殖方式,如种子繁殖。但在一些特殊情况下,为了快速扩大种群或者保留优良的遗传特性,可能会选择无性繁殖方式,如通过扦插或分株来繁殖。

综上所述,作物的繁殖方式多样,不同作物的繁殖方式存在显著差异。同一作物在不同情况下可能会选择不同的繁殖方式,以适应不同的生长环境、人类需求或者生物压力。