ระบบการสบพนธของพช

ผศ.ดร.ชเนษฎ มาล าพอง

วชา หลกการปรบปรงพนธพช (003471)

ระบบการสบพนธของพช

การสบพนธแบบอาศยเพศ (Sexual Reproduction)

การผสมตวเองไมตด (Self-incompatibility)

ลกษณะการเปนหมนของเพศผ (Male sterile)

การสบพนธแบบกงอาศยเพศ (Apomixis)

การสบพนธแบบไมอาศยเพศ (Asexual Reproduction)

การสบพนธแบบอาศยเพศ (Sexual Reproduction)

ชนดของดอก1. Complete flower2. Incomplete flower2.1 Perfect flower2.2 Imperfect flower

การสบพนธแบบอาศยเพศ (Sexual Reproduction)

พชทมดอกเพศผและเพศเมยอยคนละตน

การสบพนธแบบอาศยเพศ (Sexual Reproduction)

พชทมดอกเพศผและเพศเมยอยบนตนเดยวกน แตแยกกนอย

การปฏสนธซอน (double fertilization)

Egg (n) + Sperm nucleus (n) Zygote (2n) Embryo (2n)2 Polar nuclei (n+n) + Sperm nucleus (n) Endosperm (3n)

พชผสมตวเอง (self-pollinated crops)

ความหมาย : พชทเพศผผสมกบเพศเมยในดอกเดยวกนหรอในตนเดยวกน พบในพชทมดอกแบบ 1. perfect flower หรอ

2. imperfect flower ทเปน monoecious plant

กลไกสงเสรมการผสมตวเอง

1. Cleistogamy (ดอกไมบาน) เกสรตวผผสมกบเกสรตวเมยในดอกเดยวกน2. Chasmogamy เกสรตวผผสมกบเกสรตวเมยกอนดอกบาน3. ดอกบานกอนการผสมเกสร แตยอดเกสรตวเมยถกหอหมดวยเกสรตวผ หรอยอดเกสรตวเมยถกคลมดวยสวนอน ๆของดอก (อาจเกดการผสมขามไดโดยแมลง)

พชผสมขาม (cross-pollinated crops)

ความหมาย : พชทมการผสมระหวางละอองเกสรตวผของพชตนหนง กบเกสรตวเมยของพชอกตนหนง โดยมอตราการผสม ขามไมนอยกวา 70 %

กลไกสงเสรมการผสมขาม ดอกทเปน imperfect flower โดยเฉพาะ dioecious plant

ดอกทเปน perfect flower ถาเพศผและเพศเมยแกไมพรอมกน

1. Protandry : เกสรตวผพรอมผสมกอนเกสรตวเมย

2. Protogyny : เกสรตวเมยพรอมผสมกอนเกสรตวผ

ลกษณะของดอกมสงกดขวางไมใหผสมตวเอง

Self-incompatibility

Male sterile

Protandry : เพศผพรอมผสมกอนเพศเมย

Protandry : เพศผพรอมผสมกอนเพศเมย

Protogyny : เพศเมยพรอมผสมกอนเพศผ

Self-incompatibility

เปนปฏกรยาทางพนธกรรมทเชอสบพนธเพศผและเพศเมยทมลกษณะทางพนธกรรมเหมอนกน ท าปฏกรยาตอตานกนไมใหสามารถเขาผสมกนได แบงไดเปน 2 กลม

1. Homomorphic group : กลมทมลกษณะดอกเหมอนกน 1.1 gametophytic system

1.2 sporophytic system2. Heteromorphic group : กลมทมลกษณะดอกแตกตางกน

Homomorphic group

1.1 gametophytic system : การผสมตวเองไมตดเนองจากพนธกรรม ของละอองเกสร และ style ของตนแม

ระบบทยนของเชอสบพนธเปนอสระตอกน ละอองเกสรทมพนธกรรมเหมอนกบเกสรตวเมย ไมสามารถเขาผสมกบไขได

Gametophytic system

พนธกรรมคผสม เชอสบพนธเพศผ พนธกรรมของลกเมย x ผ ผสมได ผสมไมได

S1S2 S1S2 none all noneS1S2 S1S3 S3 S1 S1S3, S2S3S1S3 S1S2 S2 S1 S1S2, S2S3 S1S2 S3S4 S3, S4 none S1S3, S1S4

S2S3, S2S4S3S4 S1S2 S1, S2 none S1S3, S1S4

S2S3, S2S4

Homomorphic group

1.2 sporophytic system : การผสมไมตด เนองจากยนในละอองเกสรแสดงออกตาม genotype ของตนพอ

เปนระบบทยนมลกษณะขม โดยมการขมในละอองเกสร และยนใน style ไมมบทบาทในการขม ซงลกษณะของละอองเกสรจะเปนไปตามยนขม

S1 ขม S2 S2 ขม S3 S3 ขม S4 ดงนน S1S2 S2 จะแสดงออกเหมอน S1

Sporophytic system

พนธกรรมคผสม เชอสบพนธเพศผ พนธกรรมของลกเมย x ผ ผสมได ผสมไมได

S1S2 S1S2 none all noneS1S2 S2S3 none all noneS2S3 S1S2 S1, S2 none S1S2, S1S3

S2S2, S2S3 S1S2 S3S4 S3, S4 none S1S3, S1S4

S2S3, S2S4S3S4 S1S2 S1, S2 none S1S3, S1S4

S2S3, S2S4

Heteromorphic group

พชทมสณฐานของดอกแตกตางกน ลกษณะของเกสรไมเอออ านวยใหผสมตวเอง เชน Primula sinensis

Heteromorphic group

Male sterile : ลกษณะเพศผเปนหมน

Genetic Male Sterile

Cytoplasmic Male Sterile

Cytoplasmic-Genetic Male Sterile

Genetic Male Sterile

ความเปนหมนทถกควบคมโดยลกษณะพนธกรรมในนวเคลยสถกควบคมดวยยนคเดยว Ms = ไมเปนหมน , ms = เปนหมน

MsMs , Msms = ไมเปนหมนmsms = เปนหมน

Cytoplasmic Male Sterile

ความเปนหมนถกควบคมโดยพนธกรรมในไซโตพลาสซมโดย ยนทอยในไซโตพลาสซม จะถายทอดผานแมเทานน S = เปนหมน , F = ไมเปนหมน

S F SX

female male

Cytoplasmic-Genetic Male Sterile

ความเปนหมนทเกดจากปฏกรยาระหวางยนในนวเคลยสและไซโตพลาสซม

S

S or F

MsMsไมเปนหมน

เปนหมน

S or F

Msms

F

msms

msms

S

S

msms

F

Msms

S

Msms

F

MsMs

S

MsMs

F

msms

S

Msms

S

msms

S

Msms

S

msms

Sterile

Fertile

1/2 Fertile, 1/2 Sterile

Xor

orX

X

การสบพนธแบบไมใชเพศ (asexual reproduction)

การสบพนธโดยใชสวนตาง ๆ ของพช ยกเวนเมลด เชน ราก ไหล เหงา หนอ ตน ใบ ลกทไดจากการขยายพนธแบบนมลกษณะทกอยางเหมอนตนเดมทกประการ

ตา (bud) : ใชไดกบพชยนตน กลบหว (bulb) : หอม กระเทยม

การสบพนธแบบไมใชเพศ (asexual reproduction)

หวลกษณะแขง และมจกทยอดของหว (corm) : แหวจน เผอก ไหล (stolon) : สตรอเบอร หญาบางชนด

การสบพนธแบบไมใชเพศ (asexual reproduction)

ล าตน (stem) : ออย มนส าปะหลง ใบ (leaf) : บวบางชนด ตนตายใบเปน ราก (root) : สาเก ตนสก เหงา (rhizome) : หญาบางชนด ขง ขา

Apomixis หรอ Agamospermy

ความหมาย : การสบพนธโดยเมลด ทไมผานการผสมพนธ หรอ เปนการสบพนธแบบกงใชเพศ เนองจาก เมลดมาจากสวนทเกยวของกบเพศ แตไมผานการผสมพนธ

Apomixis สามารถแบงออกเปน 2 กลม โดยใชการไดมาซงตนออนในเมลดเปนเกณฑ

Apomixis หรอ Agamospermy

1. กลมทมการสรางไข กอนพฒนาเปนตนออน ทไมผานการผสมพนธ (gametophytic apomixis) แยกออกเปน

1.1 apospory : ไขพฒนามาจากเยอหมถงตนออน (embryo sac) ไดไข 2n

1.2 diplospory : ไขพฒนามาจากเซลลตนก าเนดสปอรเพศเมย แตม การแบงเซลลแบบลดรปทางพนธกรรมทผดปกต ไดไข 2n

Apomixis หรอ Agamospermy

2. เซลลรางพฒนาไปเปนตนออนโดยตรง โดยไมผานกระบวนการสรางไข เรยกวา adventitious embryo หรอ sporophytic apomixis

เซลลรางทพฒนาเปนตนออน โดยไมผานกระบวนการสรางไข อาจมาจาก เยอหมถงตนออน หรอ ผนงรงไข

ในระบบน มกมตนออนหลายตนใน 1 เมลด

Apomixis หรอ Agamospermy

การสรางตนออนและเมลด โดยไมผานการผสมพนธ อาจเกดขนเอง หรอ อาจตองมละอองเกสรเขาผสมกบ polar nuclei เพอสราง endosperm แตไมไดผสมกบไข เรยกวา pseudogamy

ไขทไมไดรบการผสม และพฒนาตอไปเปนตนออน เรยกวา

parthenogenesis

ประโยชนของ Apomixis ในแงการปรบปรงพนธ

ท าใหสามารถขยายพนธลกผสม ไดเหมอนกบการขยายพนธแท ท าใหไมตองกงวลตอการผสมขาม การขยายเมลดพนธจงท าได

สะดวก สามารถทจะท าใหพนธกรรมของพชคงตว ในชวงไหนของการ

ปรบปรงพนธกได

ประโยชนของ Apomixis ในแงการปรบปรงพนธ