Фізіологія рослин - Мусієнко М.М. 2001

Фізіологія розмноження рослин
Детермінація статі

Детермінація (визначення) статі у покритонасінних рослин — це поява стану готовності для формування органів квітки, а то й особин рослин певної статі. Вона залежить, як від генетичних факторів, локалізованих у хромосомах (генетичне визначення статі), так і від умов навколишнього та внутрішнього середовища (фенотипове визначення статі). Квітка — статевий орган у покритонасінних рослин. Це вкорочений нерозгалужений пагін з обмеженим ростом, листки якого метаморфізовані в зв’язку з статевим розмноженням. Квітки як органи статевого розмноження можуть бути одностатевими (в яких є лише маточка — жіноча квітка, або лише тичинки — чоловіча квітка) або двостатевими (в яких є і тичинки, і маточка). Рослини в яких одностатеві квітки містяться на різних екземплярах (верба, тополя, коноплі, шовковиця, осика) називають дводомними, а якщо і чоловічі, і жіночі квітки утворюються на одній особині — однодомними. Статевий диморфізм, якщо він є у дводомних рослин, як правило, проявляється лише в період готовності до цвітіння. Такий диморфізм проявляється не лише в анатомо-морфологічних ознаках, а і в фізіологічних та біохімічних особливостях особин різної статі.

У багатьох однодомних рослин з роздільностатевими квітками чоловічі і жіночі квітки або суцвіття утворюються на різних ділянках стебла. Наприклад, у кукурудзи в нормальних умовах чоловічі суцвіття формуються на верхівці пагону, тоді як жіночі (початки) — в пазухах листків в середній частині стебла.

Ступінь прояву статі (сексуалізація) у дводомних рослин і різностатевих квіток — дуже лабільний показник, що залежить від дії факторів довкілля (інтенсивність і спектральний склад світла, особливості фотоперіоду, мінеральне живлення, газовий склад повітря тощо). У багатьох рослин під фотоперіодичним контролем знаходиться не лише сама евокація цвітіння, а й розвиток окремих статевих органів. Наприклад, короткий день або зменшення інтенсивності світла в більшості випадків прискорює репродуктивний розвиток, до того ж в таких випадках більше проявляється жіноча сексуалізація. Довгий день викликає протилежний ефект, тобто зростає маскулінізація.

Регуляція статі у роздільностатевих рослин контролюється фітохромом і тісно повязана із фітогормональним статусом рослин. Встановлено, що чоловічу сексуалізацію посилюють гібереліни, тоді як цитокініни, а також ауксин і етилен посилюють жіночу сексуалізацію рослин. Механізм дії фітогормонів на сексуалізацію пов’язаний із зміною активності генного апарату. В цілому ж стать у рослин регулюється генетичною та гормональною системами.

Останнім часом (Yin, Quinn, 1991) запропоновано нову синтетичну модель для фізіологічного та генеративного визначення статі у рослин. Ця модель передбачає регуляторну систему з одного гормона і двох рецепторів. Перший рецептор гальмує розвиток однієї статі, другий індукує виникнення іншої. Названі фактори взаємодіють у процесі регулювання формування певної статі. Кожний з можливих зв’язків між цими трьома факторами відповідає одній формі статі в природі. Таким чином, всі існуючі форми статі можна пояснити цими зв’язками. Дану модель можна використати для передбачення фізіологічної та генетичної основ природної системи розмноження, а також для інтерпретації інформації, отриманої при дослідженні окремих видів. Запропонована модель підтверджена в дослідах з обробкою гормонами генеративних органів та вивченням їх на ендогенному рівні в огірка. У кукурудзи статеві гени, на думку авторів, можна розглядати як такі, що різними шляхами змінюють набір гормонів, забезпечуючи тим самим розвиток різних форм статі. Модель забезпечує точне передбачення статі, яке можна перевірити фізіологічними, генетичними та молекулярними методами.