[b]بحث عن التكاثر الجنسي[/b]

التكاثر الجنسي
Sexual Propagation
التكاثر هو العملية المنظمة التي يتبعها الفرد لإكثار نباتاته أو زيادة عددها والتي تهدف إلى بقاء النوع واستمرار نموه جيلاً بعد الآخر مع المحافظة مع صفاته المرغوبة بقدر الإمكان.
ويتم التكاثر في محاصيل الخضر بطريقتين رئيسيتين
التكاثر الجنسي Sexual Propagation
وهو عبارة عن زيادة عدد النباتات عن طريق زراعة البذور المحتوية علي أجنة جنسية أي أجنة ناتجة من الإخصاب .
التكاثر اللاجنسي أو الخضري asexual Propagation
ويتم فيه إكثار النباتات باستعمال أي جزء من أجزاء النباتات الخضرية سواء كان هذا الجزء جذراً أو ساقاً أو ورقة .
استعمالات التكاثر الجنسي
يتم التكاثر الجنسي عن طريق زراعة البذور - وتتكاثر معظم محاصيل الخضر بهذه الطريقة . وعاداً يكون التكاثر الجنسي شائعاً في النباتات الحولية التي تنتج بذوراً حية بكميات مناسبة وطالما كانت البذور الناتجة تحافظ علي الصفات التجارية المرغوبة .
مزايا استخدام التكاثر الجنسي
تتلخص أهم مميزات التكاثر الجنسي فيما يلي
تعتبر طريقة التكاثر بالبذور أسهل الطرق للتكاثر .
يتميز التكاثر الجنسي بقلة التكاليف وهو أرخص طرق التكاثر .
يضمن التكاثر الجنسي بالبذور استمرار زراعة النوع جيلاً بعد جيل لإمكان حفظ البذور بسهولة بعد الحصاد حتى موسم الزراعة التالي أو المواسم التالية أي انه يمكن حفظ البذور بسهولة ولمدة طويلة .
يعتبر التكاثر الجنسي بالبذرة طريقة هامة للحصول علي نباتات خالية من الأمراض وخاصةً الأمراض الفيروسية لان الكثير من هذه الأمراض لا ينتقل عادةً عن طريق البذور .
عيوب استخدام التكاثر الجنسي
تتلخص أهم عيوب التكاثر الجنسي فيما يلي
لا يضمن التكاثر الجنسي بالبذرة في بعض الأحيان المحافظة علي صفات الآباء التي نتجت منها هذه البذور ، وعلي ذلك تعطي البذور في هذه الأحوال نباتات مخالفة للصنف وهذا غير مرغوب فيه من الناحية التجارية والزراعية .
يؤدي التكاثر الجنسي إلي الحصول علي نباتات غير متجانسة فيما بينها وهذا يعرقل عادةً العمليات الزراعية والتسويق .
تتأخر النباتات البذرية في الإثمار عن النباتات الناتجة من التكاثر الخضري .
مصادر الحصول علي البذور
تتخصص شركات عالمية في إنتاج بذور الخضر ولـها وكلاء منتشرين في جميع أنحاء العالم . وتقوم بعض المؤسسات والهيئات الزراعية والمحلية بإنتاج الكثير من بذور المحاصيل البستانية . ولا ينصح بقيام المزارع بإنتاج تقاويه بنفسه لأن هذا العمل يحتاج إلي دراسة فنية ومهارة وخبرة كافية وإمكانيات لا تتوفر لدى المزارع العادي .
كيفية تكوين البذور
يتوقف تكوين البذور أولاً علي عمليتي التلقيح والإخصاب ويقصد بالتلقيح إنتقال حبوب اللقاح إلي المبسم ثم بعد ذلك إنبات حبة اللقاح علي سطح المبسم ونمو الأنبوبة اللقاحية خلال القلم ثم المبيض وحدوث عملية الإخصاب وتكوين الجنين والبذرة .
تكوين حبوب اللقاح
بعمل قطاع عرضي في متك صغير جداً يتضح وجود أربعة مجموعات من الخلايا المستديرة كثيرة العدد لها المقدرة علي تكوين حبوب اللقاح ولذلك يطلق عليها الخلايا الأمية اللقاحية Micro-spore Mother Cells وتوجد كل مجموعة من هذه الخلايا الأمية في تجويف بطول المتك يسمى الكيس اللقاحي (يحتوي المتك علي أربعة أكياس لقاحية ) ويحيط بكل مجموعة طبقة من الخلايا المغذية كما يوجد في مركز المتك حزمة وعائية . وتحتوي الخلايا الأمية علي عدد زوجي من الكروموسومات ( 2 N ) وتنقسم كل خلية أمية بعملية الانقسام الاختزالي
( انقساميين متتالين ) وتعطي أربعة خلايا لقاحية بكل منها نصف عدد الكروموسومات الأصلية(1 N ) وعند نضج المتك تنكسر الأنسجة المحصورة بين كل زوج من الأكياس اللقاحية الموجودة في جانبي المتك ( يصبح بكل متك عدد 2 كيس لقاح ) ويحدث تقريباً في نفس الوقت أن تنقسم النواة بكل خلية لقاحية انقساماً اعتيادياً لتعطي النواة الأنبوبة ونواة أخري تعرف باسم النواة التناسلية وبذلك تتحول الخلايا اللقاحية إلي حبوب لقاح Pollen وتنتثر في المتك .وتشاهد حبوب اللقاح الثنائية النواة في بعض العائلات مثل البقولية ويحدث في بعض الرتب الأكثر تقدماً متك نباتات العائلة المركبة أن تنقسم النواة التناسلية مرة أخرى ليصبح بها وقت انتثار حبوب اللقاح نواتين تناسليتين بالإضافة إلي نواة الأنبوبة اللقاحية . وتتميز حبة اللقاح بجدار خلوي يتكون من طبقة داخلية رقيقة وأخرى خارجية سميكة ذات علامات محددة ومتباينة في الأنواع المختلفة .
أولاً التلقيح
Pollination
عندما تنتثر حبوب اللقاح من المتك فإنها تنتشر بعوامل متعددة ويصل بعضها بطريقة أو بأخرى في النهاية إلي الميسم في نفس الزهرة وذلك في التلقيح الذاتي بينما في التلقيح الخلطي تصل حبوب اللقاح إلي ميسم زهرة أخرى علي نفس النبات أو علي نبات آخر .
ويلزم لحدوث التلقيح الذاتي أن تكون الزهرة كاملة ( خنثي ) وأن يضمن تركيب الزهرة وميعاد نضج المتك والمياسم حدوث هذا التلقيح كما هو الحال في الطماطم والخس والفاصوليا ففي الأولي والثانية توجد الأسدية علي شكل أنبوبة تحيط بالمتاع وعند تفتح الزهرة تنتثر المتك ويستطيل القلم بداخل الأنبوبة السدائية فتسقط حبوب اللقاح علي الميسم أثناء اندفاعه إلي الخارج ويحدث التلقيح الذاتي أما في الفاصوليا وغيرها من محاصيل العائلة البقولية فتوجد الأسدية ملتفة حول المتاع بداخل زورق الزهرة ويضمن حدوث التلقيح الذاتي وفي هذه الحالة تفتح المتك قبل تفتح الزهرة وانتثار حبوب اللقاح علي الميسم ومما يساعد علي حدوث التلقيح الخلطي أن تكون النباتات ثنائية المسكن Diouecious وهي النباتات التي تحمل أزهاراً مذكرة ومؤنثة علي نباتات منفصلة مثل الأسفاناخ والهليون أو تكون النباتات أحادية المسكن Monoecious مع انفصال الجنس بطريقة مختلفة
مثال ذلك
أن تكون الأزهار وحيدة الجنس مثل القرعيات .
يكون هناك اختلاف في ميعاد نضج المتك والميسم أي تنتثر حبوب اللقاح قبل نضج الميسم Protandry مثل الجزر والبنجر والبصل .
علي العكس مما سبق ينضج الميسم قبل المتك Protogyny مثل الشليك .
تفاوت في طول الأسدية والقلم .
وجود خاصية عدم التوافق الذاتي ( Incompatibility ) وهى عدم انبات حبوب اللقاح ( في الصليبيات ) او عدم نمو الانبوبه اللقاحيه ( في البنجر ) وذلك على مياسم نفس الزهرة .
ويتم التلقيح الخلطي ( انتقال حبوب اللقاح ) بعدة طرق أهمها الرياح ( العائلة الرمرامية ) أو الحشرات ( العائلة الصليبية - القرعية - الجيمية - النرجسية ) وتتميز أزهار النباتات ريحية التلقيح بأزهار صغيرة الحجم علوية - غير زاهية اللون خالية من الغدد الرحيقية . تعطى كميات كبيرة من حبوب اللقاح الناعمة والرقيقة والخفيفة جداً - المياسم عادة ريشية أو كثيرة التفرع - أما الأزهار حشرية التلقيح فهي ذاتا ألوان زاهية وتعطي رحيقاً وحبوب لقاح لزجة ثقيلة نسبياً في الوزن .
تكوين البويضات Ovules
يحتوي المبيض علي بويضة أو أكثر وتنشأ كل بويضة من المشيمة Placenta من بروز صغير يسمى النبوسيلة (جسم البويضة ) وهو عبارة عن نسيج متعدد الخلايا .
وينشأ حول النيوسيلة حلقة أو أكثر من أنسجة مختلفة Integument تحيط بها تماماً باستثناء فتحة صغيرة علي شكل أنبوبة تسمى النقير Microplye وقبل أن تتكون هذه الأغلفة يظهر عادةً داخل النيوسيلة خلية واحدة كبيرة يطلق عليها الخلية الأمية الأنثوية Mother Cell Megasporocy Lesor Megaspore وهذه تنقسم بعملية الإنقسام الإختزالي ( انقساميين متتاليين ) لتعطي أربعة خلايا Megaspores تحتوي كل منها علي 1/2 عدد الكروموسومات الأصلية .
ويحدث عادةً أن تنمو واحدة من الخلايا الأربعة وتنقسم نواتها ثلاثة انقسامات اعتيادية متتالية لتكوين الكيس الجنيني .
نتيجة للثلاث انقسامات السابقة توجد ثمانية أنويه منها أربعة ناحية النقير وأربعة أخري ناحية الطرف التلازمى للبويضة ثم تتجه نواة واحدة من كل مجموعة الي وسط البويضة ويطلق عليها النواتين القطبيتين وقد تنتج عن اندماج هاتين النواتين نواة الإندماج الثنائية تبقيا متجاورتين وتتكون جدر خلوية لتفصل الأنوية الثلاثة الموجودة ناحية الطرف النقيري للبويضة وتقوم واحدة منها بعمل البيضة Egg بينما
تصبح الإثنتان الآخريتان خليتان مساعدتين أما الثلاث أنويه المتبقية ناحية الطرف التلازمي فيتكون لها جرد خلوي وتسمي بالخلايا السحتيه أو الخلايا المغابله وبذلك يكون قد تم الطورالجاميطي المؤنث الناضج (بيضة وخليتان مساعدتان عند القمة ونواتان قطبيتان في الوسط وثلاثة خلايا سمتية في القاع )
ثانياً الإخصاب
Fertilization
تنبت حبوب اللقاح عند سقوطها علي ميسم ناضج وتخرج كل منها أنبوبة تفاحية تنمو لأسفل وتخترق أنسجة الميسم والقلم عن طريق إفراز أنزيمات تعمل علي كل الأنسجة كلما تقدمت الأنبوبة اللقاحية . وبعد فترة وجيزة من إنبات حبة اللقاح ( وأحياناً وقت انتشار حبة اللقاح من المتك كما في بعض الرتب الراقية مثل العائلة النجيلية أو المركبة ) تنقسم النواة اللتناسلية لتعطي نواتين تناسليتين وتتحرك نواة الأنبوبة ثم النواتين التناسليتين ومعظم السيتوبلازم لأسفل في اتجاه طرف الأنبوبة اللقاحية أثناء نموها وأخيراً تدخل الأنبوبة اللقاحية النقير وتخترق أنسجة النوسيلة وتتضخم الأنبوبة اللقاحية وتنكسر من الطرف لتسمح للنواتين التناسليتين (الجامطتين المذكرتين ) بالمرور وتتجه واحدة منها إلي البيضة وتندمج معها وتسمى هذه العملية بالإخصاب والخلية الناتجة من الإخصاب تسمي البيضة المخصبة ( الزيجوت ) وهو الذي يعطي الجنين وتحتوي خلاياه علي مجموعتين من الكروموسومات واحدة منها أتت من الأب والأخرى من الأم .
أما الجاميطة المذكرة الأخرى فتتحد مع النواتين القطبيتين أو مع نواة الإندماج الثنائية لتعطي نواة الأندوسبيرم الأولية وهي ثلاثية المجموعة الكروموسومية ثم تتحلل النواة الأنبوبية عادةً وتتلاشى . وفيما يتعلق بخلايا الطور الجاميطي المؤنث تهلك عادةً واحدة من الخلايا المساعدة بوصول أنبوبة اللقاح إلي البيضة بينما تختفي الخلية المساعدة الثانية والخلايا السمتية الثلاث بعد ذلك .
تكوين الجنين
بعد الإخصاب ينقسم الزيجوت وينمو داخل البويضة ويعطي الجنين ويتكون في البداية من كتلة من أنسجة غير متميزة ولكن سرعان ما يظهر بها بريمورديا واضحة للأعضاء وهي أساساً عبارة عن ساق أثرية وواحد أو أكثر من الأوراق الفلقية .
تكوين الأندوسبرم
يتكون مباشرةً بعد الإخصاب وغالباً قبل أن يبدأ الجنين في التكوين فتنقسم نواة الأندوسبرم الأولية عدة مرات تنتهي بتكوين عدد من الأنوية الحرة يتكون لكل منها بعد ذلك جدار خلوي وقد تتكون هذه الجدر مع كل إنقسام للنواة .
ويحل الأندوسبرم أثناء نموه محل النيوسيلة ويصبح نسيج مخزن للغذاء ولا يمتص حتى وقت إنبات البذرة وقد يستهلك بواسطة الجنين المتكون ويختفي تماماً قبل نضج البويضات ( العائلة البقولية ) .
تكوين البذور
يزداد حجم البويضة أثناء نمو الجنين والأندوسبرم ويحدث بأنسجتها تغيرات طبيعية وكيمياوية فتتمدد أنسجة البويضة وتتصلب ويزداد انتقال الأغذية إلي البويضة ثم تتحول الأغذية الذائبة التي انتقلت إليها إلي أشكال غير ذائبة ( السكريات إلي نشادر ، والأحماض الأمينية إلي بروتين ، والأحماض الدهنية إلي دهون ، والجلسرول إلي زيوت)
كما تقل الكمية النسبية للماء في الأنسجة وتتحول البويضة تدريجياً من تركيب لين وعصيري إلي جسم صلب وجامد نوعاً .
وبتقدم هذه الظواهر يقل النشاط الفسيولوجي داخل البويضة تدريجياً ويصبح الجنين ساكن وبذلك تنضج البويضة وتصبح بذرة فتتحول أغلفة البويضة إلي ما يسمي القصرة وتحتوي الأخيرة بداخلها علي الجنين الساكن مع الغذاء المخزن في الأندوسبرم أو في الجنين نفسه ويجدر الإشارة هنا إلي أن الأنسجة في البذرة عبارة عن خليط من تراكيب وراثية متباينة فأنسجة القصرة عبارة عن أنسجة أمية تركيبها الوراثي يشبه الأم بينما الجنين أنسجة زيجوتية ( صفة من الأم وصفة من الأب ) وخلايا الأندوسبرم ثلاثية المجموعة الكروموسومية 3 N ( 2 من الأم ، واحد من الأب ) .
تكوين الثمرة
ينشط الإخصاب نمو البويضات ويعمل علي إسراع نمو المبيض وزيادة في الحجم ويحدث عادةً بعد الإخصاب أن تسقط بقية أجزاء الزهرة مثل الأسدية أو البتلات او السبلات بالإضافة إلي الميسم والقلم إلا أنه قد تنشط في بعض النباتات قواعد الأسدية والبتلات والسبلات أو التخت وتنمو من جديد وفي بعض الحالات قد ينمو القلم ويتضخم
وفيما يلي أهم الأجزاء المكونة للبذرة
الجنين
وهو النبات الحي الناتج عن إخصاب سابق ويعتبر أهم محتويات البذرة ولا يكتمل نمو الجنين عادةً إلا بعد نضج البذور فسيولوجياً .
الغذاء المخزن
ويتراكم في البذرة أثناء وجودها علي النبات المكون لها وهو إما أن يوجد في الجنين أو في الأندوسبرم أو يلاصق الجنين في بعض أنواع البذور .
القصرة
وهو الغطاء الخارجي الذي يحمي البذرة من العوامل الخارجية ويتكون من غلاف أو أغلفة البويضة .
حيوية البذور
ويقصد بحيوية البذور قدرتها علي البقاء حية مع الإحتفاظ بقوة إنباتها أي أنه عند إنباتها تعطي بادرات جيدة .
وتختلف المدة التي تحتفظ بها البذور بحيويتها من بضعة أسابيع إلي عدة سنوات تبعا ًلنوع البذرة وظروف خزنها وتكوينها .
وفيما يلي العوامل التي تؤثر علي مدة حيوية البذرة
ظروف نمو النبات
يجب أن تتوافر ظروف مناسبة أثناء نمو النبات وتكوين البذور - وهذا يعني توفر الرطوبة الملائمة والعناصر الغذائية لأنه يترتب علي نقص الماء أو العناصر الغذائية ضعف النبات وضمور الأجنة أو صغر حجمها وبذلك تكون البذور ضعيفة الحيوية أو غير قادرة علي الإنبات . وأيضاً تؤثر الظروف الجوية السائدة أثناء الإزهار والإثمار علي تكوين البذور. وبوجه عام فإنه يلائم إنبات البذور جو مشمس صحو غير ملبد بالغيوم وخالي من الأمطار وخاصةً في وقت الإزهار والإثمار . كما يجب أن تسود درجات حرارة ملائمة وعادة تضر الحرارة المرتفعة والبرودة الشديدة بتكوين البذور .
نوع البذور
بعض البذور تفقد حيويتها بسرعة بعد تكونها قد تصل إلي ساعات قليلة وبعضها قد تفقد حيويتها بعد أشهر وأخرى قد تحتفظ بحيويتها إلي 1000 سنة .
ومعروف أن بذور البصل في ظروف خزنها العادية تفقد حيويتها بعد سنة أو سنتين في حين أن بذور البقوليات والقرعيات تحتفظ بحيويتها لمدة خمسة سنوات أو اكثر تحت نفس الظروف .
وقد تعزى هذه الإختلافات ألي أسباب كثيرة بعضها وراثي أو قد تكون الأسباب راجعة لتركيب البذرة .
وعادةً تفقد البذور التي تحتوي علي نسبة عالية من الزيت حيويتها بدرجة أسرع من نظيراتها التي تحتوي علي الكربوهيدرات بدلاً من المواد الدهنية .
وعادة تحتفظ البذور ذات القصرات الصلبة بقدرتها علي البقاء حية لمدة أطول بالنسبة للبذور ذات الغلاف البذري الرهيف .
ظروف التخزين
تؤدي العوامل البيئية السائدة أثناء خزن البذور تأثيراً كبيراً علي إحتفاظ البذور بحيويتها
وكلما كانت ظروف الخزن جيدة كلما كانت المدة التي تحتفظ فيها البذور بحيويتها طويلة والعكس صحيح .
وتعتبر درجة الحرارة بالمخزن ومحتويات البذور من الرطوبه أثناء الخزن هما أهم عاملان يؤثران علي حيوية البذور .
تخزين البذور
من المهم جداً الحفاظ علي الحيوية العالية في البذور من وقت النضج والحصاد ألي وقت زراعة البذور هذه الفترة تتراوح عادة من أشهر قليلة إلي سنوات عديدة ولكي نحافظ علي حيوية البذور جيداً بعد حصادها يجب العمل علي تجفيفها جيداً وخزنها في ظروف ملائمة . ودرجة حرارة المخزن والرطوبة الجوية السائدة في المخزن هما أهم عاملان يؤثران في حيوية البذور .
تجفيف البذور
يجب أن تجف البذور مباشرةً بعد الحصاد ومن الممكن تجفيف البذور بنشرها في الشمس . ويعاب علي هذه الطريقة أن الشمس قد تعمل علي رفع درجة حرارة البذور أكثر من اللازم مما قد يؤدي إلي الأضرار بحيويتها . وهناك طريقة أكثر ضماناً وهي تفريد البذور علي صواني أو غرابيل مرفوعة علي قوائم كما يجب تقليب البذور بين آنٍ وآخر لإسراع التجفيف .
ويمكن تجفيف البذور بسرعة باستخدام المجففات سواء باستخدام الهواء العادي أو الهواء الساخن وفي هذه الحالة يراعي ألا تزيد درجة حرارة هواء التجفيف عن 35ْ م وفي هذه الحالة يمكن تجفيف البذور خلال 6 - 10 ساعات .
محتوي الرطوبة بالبذور
تتأثر نسبة الرطوبة في البذور بدرجة الرطوبة النسبية للهواء في جو المخزن فإذا كانت الرطوبة النسبية منخفضة في مكان التخزين فإن البذور تفقد جزءاً من رطوبتها والعكس صحيح .
وتستمر البذور في فقد أو امتصاص الرطوبة من جو المخزن إلي أن تصل الرطوبة بالبذور وجو المخزن إلي حالة اتزان - ولذلك فإن ارتفاع الرطوبة النسبية في جو المخزن يعمل علي امتصاص البذور للرطوبة مما يؤدي إلي سرعة فقدها لحيويتها أثناء الخزن .
وتعمل الرطوبة العالية علي زيادة سرعة التنفس في البذور كما تشجع علي نشاط الكائنات الدقيقة والحشرات مما يعمل علي ارتفاع درجة حرارة البذور وتلفها أثناء الخزن . ومن المهم جداً معرفة الرطوبة النسبية للهواء في مكان الخزن .
ونظراً لأن البذور الناتجة من الثمار المحتوية علي نسبة عالية من الرطوبة مثل الطماطم تكون رطبة بدرجة أكبر من بذور الثمار الجافة فإنه يكون من اللازم تجفيفها بسرعة بقدر الإمكان بعد الحصاد إلي محتوى الرطوبة المأمون حتى لا تفقد البذور حيويتها بسرعة .
وفي معظم المحاصيل البستانية يكون المستوي المأمون للرطوبة للبذور ليمكن خزنها لمدة سنة نحو 8 % وللخزن لمدة أطول أو في حالة البذور قصيرة العمر يلزم تجفيف البذور بحيث تحتوي علي حوالي 6 % من الرطوبة - ومثل هذه النسب المنخفضة من الرطوبة في البذور تكون خزنة مع حوالي 20 % رطوبة نسبية للهواء في المخزن .
درجة الحرارة
يعمل ارتفاع درجة الحرارة عليسرعة فقد البذور لحيويتها ويزداد الضرر بازدياد نسبة الرطوبة بالبذور فمثلا تموت بذور البصل المحتوية علي 12% رطوبة بعد أسبوع واحد فقد من متزنة في درجة حرارة 40ْ م بينما تظل نفس البذور قادرة علي الإنبات لمدة 20 سنة إذا جففت البذور إلي 7% رطوبة وخزنت في درجة حرارة 10ْم.