การถ่ายละอองเรณูของพืชbiologyeducation-phetcharat.weebly.com/.../6/6/0/26603558/reproduction.pdf ·...

การถายละอองเรณของพช ( pollination)การถายละอองเรณ หมายถง ปรากฏการณทละอองเรณปลวมา

ตกบนยอดเกสรตวเมยของดอกชนดเดยวกน จะเกดขนเมอละอองเรณแกเตมท อบเรณกจะแตกออกเกดเปนละอองกระจายไป โดยอาศยลม น า หรอสงอนๆพาไปในทตางๆ โดยเฉพาะแมลงจะมความส าคญมากในการถายละอองเรณของพชดอก และบนยอดเกสรตวเมย ( stigma) จะมน าตาลชวยในการดกละอองเรณ ทวปนวเคลยสของละอองจะควบคมการสรางหลอดละอองเรณ (pollen tube) ออกจากเซลลงอกลงไปตามคอเกสรตวเมย หลอดทงอกเรวทสดจะผานรไมโครไพล ของออวล เขาไป ในขณะเดยวกนเจอเนอเรทฟนวเคลยสจะแบงเซลลแบบ ไมโทซสอกครง ท าใหไดสเปรมนวเคลยส (sperm nucleus ) 2 เซลล

1. การถายละอองเรณในดอกเดยวกน หรอ คนละดอกในตนเดยวกน ( self pollination ) จะท าใหรนลกมสมบตทางกรรมพนธเหมอนเดม ถาเปนพนธดกจะถายทอดลกษณะทดไปเรอยๆ แตถาเปนพนธไมดกจะถายทอดพนธทไมดเรอยๆ เชนกน เราสามารถปองกนการถายละอองเรณในดอกเดยวกน โดยการตดสวนทเปนอบเรณออกตงแตดอกยงไมบาน หรอใชพลาสตกหมเกสรตวผเอาไว แตในธรรมชาตกมวธการปองกนการเกดถายละอองเรณแบบนมากนก

2. การถายละอองเรณคนละดอกของตนไมคนละตนในพชชนดเดยวกน ( cross pollination) เปนการถาย ละอองเรณแบบขามดอก หรอ ตางตนกน กจะท าใหพชมลกษณะตางๆ หลากหลายและอาจไดพนธพชใหมๆ ขนมาได โดยทวไปแลวการถายละอองเรณของพชดอกสวนมากจะเปนแบบขามตนและแบบขามดอก

Plant life cycles

จะเหนไดวาการสรางเซลลสบพนธของพชมดอก สวนทท าหนาทสรางเซลลสบพนธ เรยกวา “แกมโทไฟตเพศเมย” และ “แกมโทไฟตเพศผ” ซงนวเคลยสมจ านวนโครโมโซม เปนแฮพลอยด เมอไขกบสเปรมนวเคลยสปฏสนธกนได ไซโกต ซงมจ านวนโครโมโซมเปนดพลอยด ไซโกตกจะเจรญเปนเอมบรโอ และเอมบรโอเจรญเปนล าตนพชทเหนอยทวไป เรยกวา “สปอรโรไฟต” และเมอสปอรโรไฟตมการสรางสปอรกจะเจรญเปนแกมโทไฟตทเปนแฮพลอยดสลบกนไป วฏจกรชวตของพชมดอกทมการสลบกนระหวางดพลอยดและแฮพลอยดเชนนเรยกวา วฏจกรชวตแบบสลบ (alternation)

พวกมอส เซลลในชวงแฮพลอยดมไดปฏสนธเปนไซโกต แตจะมการแบงแบบไมโทซสหลายครงและเจรญตอไป ท าใหในชวง แฮพลอยดมขนาดใหญและมชวงชวตทคอนขางยาวนาน เมอปฏสนธเปนดพลอยดจะมชวงสนๆ

เฟรน ชวงสปอรโรไฟตมล าตนและใบทชดเจน สวน แกมโทไฟตมขนาดเลกเปนแผนบางๆ

การปฏสนธ หมายถง กระบวนการทสเปรมนวเคลยสอนหนงเขาไปผสมกบนวเคลยสของเซลลไข และสเปรมนวเคลยสอกอนหนงเขาผสมกบเซลลโพลารนวเคลยส เรยกวา การปฏสนธซอน (double fertilization)

หลงจากนนทละอองเรณตกลงบนยอดเกสรตวเมยแลว ทวปนวเคลยสของละอองเรณจะสรางหลอดละอองเรณ (pollen nucleus ) งอกลงไปตามคอเกสรตวเมย หลอดทงอกเรวทสดจะแบงนวเคลยสแบบไมโทซส 1 ครง ท าใหไดสเปรมนวเคลยส ( sprem nucleus) 2 อน

เมอสเปรมเซลลไขเปนไซโกต( zygote) ซงมจ านวนโครโมโซมจ านวน 2n ไซโกตจะเจรญตอไปเปนเอมบรโอ ( embryo)สวนสเปรมนวเคลยสอกอนหนงจะเขาผสมกบเซลล โพลารนวเคลยสทอยตรงกลางออวล หลงจากผสมกนแลวจะท าใหเซลลนมจ านวนโครโมโซมเทากบ 3n เซลลนจะแบงตวและเจรญไปเปนเนอเยอทเรยกวา เอนโดสเปรม(endosperm )ซงเปนสวนสะสมอาหาร ส าหรบเลยงเอมบรโอในระหวาง การเจรญเตบโตตอไป สวนนวเคลยสทเหลอ คอ แอนตโพแดลและซนเนอจดจะสลายไป

จะเหนไดวาการปฏสนธของพชของพชดอกเกดขน 2 ครง ระหวางเซลลไขกบสเปรมนวเคลยสและระหวางไขกบสเปรมนวเคลยสอกอนหนงกบโพลารนวเคลยส เรยกวา การปฏสนธซอน (double fertilization) หลงจากปฏสนธแลวออวลแตละอนจะเจรญแลว หลงจากการปฏสนธแลวออวลแตละอนเปลยนแปลงไปเปนเมลด (seed) เนอเยอเอนโดสเปรมจะกลายเปนเนอเยอสะสมอาหาร แตในพชบางชนดเอนโดสเปรมสลายไปกอนจงมการสะสมอาหารไวใน ใบเลยงซงเปนสวนหนงของเอมบรโอ และรงไขกจะเจรญไปเปน ผล (furit) แตผลบางชนดทเจรญมาจากสวนอนของดอก เชน ชมพ สาล แพร เจรญมาจากฐานรองดอก (receptacle) สวนไซโกตจะเจรญไปเปนเอมบรโอ (embryo)

สรปไดวา1. การเกดปฏกรยาขน 2 ครง (double fertilization )1.1 sperm nucleus (n) + egg nucleus (n)

Zygote (2n) embryo (2n)1.2 sperm nucleus (n) + 2polar nucleus (2n)

endosperm (3n)2. การเปลยนแปลงหลงการปฏสนธซอน2.1 ออวล (ovule) จะเปลยนแปลงเปนเมลด (seed ) 2.2 รงไข (ovary) จะเปลยนแปลงเปนผล (fruit)

หลงจากการปฏสนธแลว ออวลแตละอนเจรญเปลยนไปเปนเมลด (seed) ซงสวนใหญมอาหารสะสมอย และรงไขเจรญไปเปนผล (fruit) ผลไมบางชนดเจรญมาจากสวนอนของดอก เชน ฝรง ชมพ แอปเปล เจรญมาจากฐานรองดอกจงเรยกวา ผลเทยม (pseudocarp)

ดอกไมมทงดอกเดยวและดอกชอ และรงไขของดอกแตละชนดมจ านวนทแตกตางกน ท าใหผลทเจรญมาจากรงไขม ความแตกตางกนไปดวย

เมอรงไขเจรญเปนผล ผนงรงไขเจรญเปนเนอผล เรยกผนงรงไขทเปลยนแปลงวา เพอรคารป ประกอบดวยเนอเยอ 3 ชนดงน1. เอพคารป (epicarp หรอ exocarp) เนอเยอชนนอก เจรญเปนเปลอกชนนอกสด

2. มโซคารป (mesocarp) เปนเนอเยอชนกลางของเปลอก อาจจะบางหรอเปนเนอเยอหนานมกลายเปนเนอผลกได

3. เอนโดคารป (endocarp) เปนเนอเยอชนในสดของเปลอก มการเปลยนแปลงตางกนแลวแตชนดของผลไม อาจเปลยนเปน เนอผลไม หรอเปลอกแขงหมเมลดกได

1. ผลเดยว (simple fruit) คอ ผลทเกดมาจากรงไขอนเดยวในดอกเดยวกน อาจเปนดอกเดยวหรอดอกชอกได เชน สม มะเขอ ฟกทอง มะระ แตงชนดตางๆ มะมวง มะปราง มะกอก ล าไย เปนตน

2. ผลกลม (aggregate fruit) คอ ผลทเกดจากรงไขหลายรงไขหรอกลมของรงไขในดอกเดยวกนของดอกเดยว รงไขแตละอนจะกลายเปนผลยอยหนงผล เชน นอยหนา สตรอเบอร ลกจาก กระดงงา การเวก นมแมว เปนตน

3. ผลรวม (multiple fruit) คอ ผลทเกดจากรงไขของดอกแตละดอกของดอกชอซงเชอมรวมกนแนน รงไขเหลานจะกลายเปนผลยอยๆ เชอมรวมกนแนนจนคลายเปนผลเดยว เชน สบปะรด ขนน สาเก ยอ มะเดอ เปนตน

ผลกลม

ผลเดยว

ผลรวม

ภายหลงการปฏสนธของพชมดอก ซงเกดขนภายในรงไข ท าใหเกดไซโกตและเอนโดสเปรม ทงไซโกตและเอนโดสเปรมจะเจรญเตบโตอยภายในเมลด โดยทไซโกตจะมการแบงเซลลเพมจ านวนเซลลเจรญพฒนาเปนเอมบรโอ หลงจากนนเอมบรโอก จะมการเปลยนแปลงท าใหเกดการพฒนาเปนอวยวะตางๆ ไดแก ราก ล าตน กง กาน และใบ

เมลดแตละชนดอาจมรปราง ลกษณะ ขนาด ทแตกตางกน แตมสวนประกอบหลกเหมอนกน คอ เปลอกหมเมลด เอมบรโอ และเอนโดสเปรม

1. เปลอกหมเมลด (seed coat) เปนสวนทอยนอกสด เจรญ เปลยนแปลงมาจากผนงของออวล และมลกษณะเปนเยอ 2 ชน

- ชนนอก ( testa) เจรญเปลยนแปลงมาจากผนงชนนอกของออวลปกตจะหนา แขง และเหนยว เปนผลใหน าในเมลดระเหยออกไปไดยาก ปองกนอนตรายจากแมลงและจลนทรย

- ชนใน (tegmen) เจรญเปลยนแปลงมาจากผนงชนในของออวล มกเปนเยอสขาวบางๆ

2. เอมบรโอ (embryo) เจรญมาจากไซโกต เกดจากเซลลไขผสมกบสเปรม และเจรญตอไปเปนตนพช ประกอบดวยสวนส าคญดงน

- ใบเลยง (cotyledon) อยตดกบเอมบรโอ ในเมลดพช ใบเลยงคมใบเลยง 2 ใบ สวนเมลดพชใบเลยงเดยวม1 ใบ ใบเลยง บางชนดจะดดอาหารจากเอนโดสเปรมมาเกบไว ท าใหใบเลยงอวบและมขนาดใหญขน เชน ใบเลยงของเมลดถวด า มะขาม มะละกอ เปนตน ใบเลยงบางชนดไมสามารถดดอาหารจากเอนโดสเปรม มาเกบไวท าใหมลกษณะแบนบาง เชน ใบเลยงของเมลดละหง

มหนาท…เกบสะสมอาหารส าหรบการเจรญของเอมบรโอ คมกนเอมบรโอระหวางการงอก และใบเลยงทเจรญอยเหนอดนสามารถสงเคราะหแสงได

- เอพคอทล (epicotyle) อยเหนอต าแหนงทตดกบ ใบเลยง เมอเจรญเตบโตตอไปจะเจรญเปนล าตน ใบ และดอกของพช สวนยอดของเอพคอทลในเมลดเปนใบเลกๆ 2 ใบและยอดออน เรยกวา พลมน (plumule) หรอยอดออน ประกอบดวยเนอเยอเจรญซงจะเจรญเปนใบและยอดออนตอไป

- ไฮโพคอทล (hypocotyle) อยระหวางต าแหนงทตดกบใบเลยงและต าแหนงทจะเจรญไปเปนราก (อยใตใบเลยง) เมอเจรญเตบโตตอไปจะเปนสวนหนงของล าตน

- แรดเคล (radicle) เปนสวนลางสดของเอมบรโอตอจาก สวนไฮโพคอทลลงมา สวนปลายสดของแรดเคลจะอยตรงกบ ไมโครไพลของเมลด เปนสวนแรกของเอมบรโอทงอกออกมาจากเมลด และจะเจรญเปนรากแกว ถาเปนพชใบเลยงเดยวรากแกวจะเจรญอยระยะหนง หลงจากนนจะมรากฝอยเจรญขนมาแทน

เอมบรโอของพชใบเลยงเดยว เชน พวกขาว และหญา จะมเยอหมหนาหมอยตอนบน เรยกวา คอลออบทล (coleoptiel) และมเยอหมแรดเคล เรยกวา คอลโอไรซา (coleorhiza) เยอหมทงสองชนดจะชวยปองกนอนตรายใหแกเอมบรโอสวนของยอดออนและสวนของแรดเคล เมอมการงอกเกดขน

3. เอนโดสเปรม เกดจากการผสมระหวางสเปรมนวเคลยสกบโพลารนวเคลยส เปนเนอเยอทสะสมอาหาร สวนใหญเปนพวกแปง โปรตน ไขมน และอนๆไวส าหรบการเจรญเตบโตของเอมบรโอ และแตกตางกนไปตามชนดของพช

ปจจยในการงอกของเมลด

น าหรอความชน เพอท าใหเปลอกหมเมลดออนนม แรดเคลแทงออกมาไดงายและมสวนชวยในการยอยและล าเลยงอาหารไปใหตนออนใชในการงอก

ออกซเจน น าไปใชในการหายใจ เพอใหไดพลงงานส าหรบการแบงเซลลเพอการเจรญเตบโต

อณหภม เพอการท างานของเอนไซม

คอ เมอสภาพตางๆ ของเมลดเอออ านวยตอการงอกกไมสามารถงอกได เมอเกบเมลดไวสกระยะหนงแลวน าไปเพาะ เมลดเหลานจงสามารถงอกได

สาเหตของการพกตวของเมลด

- เมลดบางชนดมเปลอกแขงและเหนยวมาก น าและออกซเจนไมสามารถผานเขาไปในเมลดได

- เมลดบางชนดมสารยบยงการงอกเคลอบอยทผว

- สภาพเอมบรโอภายในเมลดยงไมเจรญเตมท

- การงอกทใบเลยงชขนมาเหนอดน (epigeal germination) หลงจากแรดเคลงอกออกมาแลว สวนของไฮโพคอทลจะเจรญดจงดนเอพคอทลละใบเลยงชขนไปเหนอดน มกจะพบในพชใบเลยงค เชน บว ถว มะขาม

- การงอกทใบเลยงจมอยใตดน (hypogeal germination) หลงจาก แรดเคลงอกออกมาแลว สวนทเจรญดตามมาคอ เอพคอทลเทานน ทชขนมาเหนอดน สวนใบเลยงและไฮโพคอทลยงจมอย ใตดน มกจะพบในพชใบเลยงเดยว เชน ขาว ขาวโพด มะพราว

สามารถแบงออกเปน 2 แบบ

หมายถง ลกษณะรวมๆ หลายประการของเมลด อนเปนลกษณะเดนทเมลดสามารถแสดงออกมาเมอน าเมลดนนไปเพาะในสภาวะแวดลอมทแปรปรวน

ไมเหมาะสม

สตร ดชนการงอก= ผลบวกของ

งเพาะจ านวนว นหลละว น งอกในแตจ านวนตนท

นอกจากพชจะขยายพนธโดยใชเมลด ซงเปนวธการสบพนธแบบอาศยเพศแลว ยงมการขยายพนธแบบไมอาศยเพศจากสวนอนๆทไมใชเมลด เชน ล าตน กง ใบราก เปนตน อาจเกดขนเองโดยธรรมชาตหรอเกดจากการกระท าของมนษย วธนมประโยชนตอการขยายพนธพชทมลกษณะด เพราะพชตนใหมมกมลกษณะเหมอนตนเดมไมกลายพนธ รวมทงใหดอกและผลเรว แตมขอเสยทไมมรากแกวท าใหล าตน ไมแขงแรง

พชทขายพนธดวยล าตน มกเปนล าตนใตดนทสะสมอาหารจ าพวกแงง หรอหว เชน ขงขา ขมน เผอก เปนตน

พชทขยายพนธดวยกง อาจท าไดโดย การปกช า การตอน การตดตา เสยบยอด หรอทาบกง เชน ชบา พระหง โกสน มะล กหลาบ มะมวง เปนตน

พชทขยายพนธดวยราก มกเปนรากทสะสมอาหาร เชน มนเทศ เปนตน

ปจจบนมการน าเทคโนโลยชวภาพ ในการเลยงเนอเยอมาใชในการขยายพนธพช โดยเฉพาะพชทไดรบการคดเลอกและปรบปรงพนธ วธการเลยงเนอเยอนสามารถขยายพนธไดปรมาณมากอยางรวดเรว ตนพชทไดใหมจะมลกษณะตรงตามพนธเดม เหมาะทจะขยายพนธพชเศรษฐกจ หรอพชทปกตจะขยายพนธแบบอาศยเพศไดยากหรอไมไดเลย

การขยายพนธโดยการเลยงเนอเยอพช(tissue culture)

การเลยงเนอเยอพชเปนการน าเอาสวนใดสวนหนงของพช ไมวาจะเปนอวยวะ เนอเยอ เซลล แมกระทงโพรโทพลาสต(โพรโทพลาสซมทมเยอหมเซลลทปราศจากผนงเซลลหอหม) มาเลยงในอาหารสงเคราะหซงชนสวนของพชทน ามาเลยงเหลาน จะเจรญ ไปเปน ตน ราก หรอเจรญเปนแคลลส(callus) ซงสวนใหญเปน กลมเซลลพาเรงคมา เซลลสวนนจะเจรญเปนแคลลสขนาดใหญทสามารถ ชกน าใหเปลยนแปลงไปเปน ตน หรอ ราก ระยะนอาจแบงเพมจ านวนไดมากขนเรอยๆโดยแยกไปเลยงในอาหารใหม

หลกการเลยงเนอเยอพชในการเลยงเนอเยอ พชจะตองน าชนสวนของพชมาเลยงในอาหาร

สงเคราะหซงประกอบดวยแรธาตตาง แรธาตเหลานจะเปนองคประกอบ ของโครงสรางเซลล ผนงเซลล เยอหมเซลล โครโมโซม คลอโรพลาสต ฯลฯ หรอเปนองคประกอบ สารเคมทจ าเปนตอกระบวนการเมแทบอลซม เชน เอนไซม ฮอรโมน กรดอะมโน ฯลฯ นอกจากนในอาหารสงเคราะหจะตองมแหลงทใหพลงงานแกเซลล ไดแกแกพวกน าตาลตางๆและยงมวตามน สารควบคมการเจรญเตบโตอนๆเชน ออกซน และไซโทไคนน สารเหลานจะท าใหเนอเยอเจรญไดด ท าใหเกดการแบงเซลล การขยายขนาดของเซลลและเปลยนรปรางของเซลลไปท าหนาทเฉพาะอยาง ในการเพาะเลยงเนอเยอ ทวไปนใชอณหภมระหวาง 23-38 องศาเซลเซยส ความสวางของแสงชวง1000-2000 ลกซ

ขนตอนในการเลยงเนอเยอพชมดงน

1. น าชนสวนของพชมาตดแบงและน าไปฟอกคาเชอจลนทรย ทผวของพช แลวน ามาเลยงในขวดอาหาร ตามขวดทเหมาะสมแลวแตชนดของพช จนไดแคคลสหรอตนทปลอดเชอ

2. ตดแบงแคลลสออกเปนชนเพอการเพมจ านวนหรอถาเจรญเปนตนแลวจะมมากกวา 1 ตน กแยกออกไปเลยงในอาหารใหมทก 1 เดอน เพอเพมจ านวนไปเรอยๆ ตามจ านวนทตองการ

3. เมอไดตนทมากพอแลว กชกน าใหรากงอกและเมอเจรญเปนตนทแขงแรงแลว จงน าออกจากขวดปลกลงดนนอกจากน ในปจจบน ยงมการท าเมลดเทยม เพอใชขยายพนธไดบางชนด เชน แครอทยาสบ หนอไมฝรง ซงการผลตเมลดเทยมนไดพฒนา มาจากการเพาะเลยงเนอเยอ โดยการน าเซลลของพชทเจรญมาจากเนอเยอท าเปนเอมบรโอเทยมเรยกวา โซมาตกเอมบรโอ (somatic embryo) แทนไซโกตกเอมบรโอ ซงเกดจากการปฏสนธแลวจงน ามาหอหมดวยสารอาหารทท าหนาทแทนเอนโดสเปรมและ ดานนอกสดหอหมดวยสวนทแขงแรง ท าหนาทเปนเปลอกหม เมลดเทยม