Экология опыления цветковых растений

Получающиеся  в результате инбридинга растения оказываются  более выровненными, однородными и надежнее передают свои свойства потомству. Известно между тем, что близкородственное скрещивание приводит к уменьшению потомства за счет гомозиготизации летальных генов. У гладиолуса вследствие его полиплоидности снижение жизненности при однократном инцухте сказывается слабо, однако при опылении цветков гладиолуса своей пыльцой (пыльцой с другого цветка этого же растения) уменьшается число коробочек и созревших семян по сравнению с этими показателями при искусственном межсортовом опылении. Гибель растений, полученных из семян от близкородственного опыления, отмечается на стадии проростков и дальнейшего развития молодых растений, так что цветения достигает едва половина всех всходов, развитие их происходит медленно, так что цветение наступает не ранее чем на 4-й год после посева, тогда как сеянцы от скрещивания или свободного опыления зацветают на 2-3-й год. Так как почти все сорта гладиолуса произошли от скрещивания сортов друг с другом, то потомство от самоопыления по существу является гибридом второго поколения (F2) и в нем проявляются признаки исходных сортов.

Так, в потомстве от самоопыления крупноцветкового сорта Раннего  розового, происшедшего от скрещивания  сортов Хеппи Энд и Спринг Мейд, 86,6 % гибридов имели мелкий цветок, характерный для отцовского сорта (Спринг Мейд), и 13,4 % - средний, как у материнского сорта- Окраска цветка варьировалась от белой до светло-красной (исходные сорта имели оранжево-красные и желтые цветки). От самоопыления мелкоцветкового, желтого сорта Спринг Мейд получились сеянцы с преобладанием желтых мелких цветков. В потомстве от самоопыления у гладиолуса проявляются рецессивные признаки (крупный цветок, белая окраска); оно характеризуется большей однородностью окраски цветка, но вместе с тем и большим количеством "малокультурных" признаков: короткое редкое соцветие, неправильное расположение цветков, слабые доли, длинная трубка. Сеянцы от самоопыления сами не дают материала для отбора перспективных форм, но могут быть использованы для повторных скрещиваний с целью создания гетерозисных мощных форм культурного гладиолуса. Пока что этот прием в селекции гладиолуса используется слабо.

Опыление плодовых культур  заметно отличается от опыления полевых  и огородных культур. Плодовые растения цветут в ранние весенние месяцы, когда дикие насекомые и медоносные пчелы еще малочисленны. Лёту насекомых-опылителей препятствует холодная погода. Большинство плодоводов хорошо знает, что при холодной погоде в саду особенно необходимы медоносные пчелы. При нормальном цветении взрослых деревьев на гектаре яблоневого сада бывает примерно 2,5 млн. цветков, из которых только 3—5% оплодотворяются и превращаются в пригодные для реализации плоды.Среди плодовых культур сорта яблони и черешни являются лучшими примерами самостерильности. Чтобы происходило эффективное перекрестное опыление, в саду должны быть совместимые сорта. Если в саду растут яблони двух или большего числа сортов, но при перекрестном опылении плоды не завязываются, значит, сорта интерстерильны. Практически все сорта груш самостерильны, хотя для них характерны большие колебания степени стерильности, чем у яблонь и черешен. Сливы японского происхождения наиболее самостерильны, в то время как сливы европейского происхождения обладают склонностью к самофертильности. Сорта вишен, персиков, черной смородины, малины и ежевики практически самофертильны, но для гарантии самоопыления им нужны насекомые.

Самостерильным сортам необходимы насекомые, обеспечивающие эффективное перекрестное опыление. Часто придерживаются неправильной точки зрения, что у самофертильных растений опыление происходит без участия насекомых. Перекрестное опыление между двумя самофертильными сортами всегда обеспечивает лучший урожай. Для завязывания плодов у самофертильных типов растений требуется меньшая работа насекомых, чем для образования урожая у самостерильных растений. Однако крайне важно, чтобы насекомые равномерно распределялись по саду. У самостерильных сортов даже при удачном размещении сортов-опылителей перекрестное опыление зависит от многих взаимосвязанных сложных факторов. Не все посещения цветков насекомыми оказываются эффективными. Так, насекомое, хорошо покрытое пыльцой, обеспечивает перекрестное опыление лишь нескольких цветков, потому что запас полноценной пыльцы на теле насекомого быстро расходуется.

Для опыления в саду при  неблагоприятной погоде нужны семьи, состоящие примерно из 2,3 кг взрослых пчел и не менее 6 рамок расплода. Если для опыления пчелы закупаются на юге, то вес пакета для заселения одного улья должен быть не менее 2,3 кг. Пакетные пчелы должны прибыть на место за 3—5 дней до начала цветения, чтобы они успели образовать семью и освоились с новой местностью до начала опылительной работы. Пчелам следует предоставить достаточно места для складывания запасов корма, а матке — для откладки яиц. Для перезимовавших семей вполне достаточен двухкорпусный улей. Пакетным пчелам второй ульевой корпус с сотами дают примерно через 10 дней после пересадки их в улей, что - бы они имели достаточно места для расплода и складывания запасов корма. Следует шире использовать безматочные пакеты пчел для пополнения слабых семей.

Рис. 4. Использование двух пакетов пчёл (по 1,3 кг) часто даёт лучшие результаты чем использование одного пакета пчёл весом 2,3 кг.

Пчеловоды юга высылают также  пакеты пчел (2,3 кг) специально для садов. Эти пакеты используются в тех  случаях, когда невозможно достать  ульи с пчелами. Пчелы специальных пакетов для сада посещают цветки хуже, чем пчелы перезимовавших семей или пчелы, пересаженные из пакетов в ульи (рис. 4). Для мелких плодоводов, владеющих плодовыми садами площадью от 1,2 до 4 га, лучше иметь собственные пчелиные семьи. Крупным плодоводам в большинстве случаев выгоднее арендовать семьи у заслуживающих доверие пчеловодов.

Размещение пчелиных семей  зависит от размера сада. Если сад  занимает 1—2,5 га, ульи можно расположить  в защищенном месте внутри сада или  по его краю, и пчелы будут равномерно посещать все цветущие деревья. В  больших садах ульи распределяют из расчета 2,5 семьи на гектар. При  такой расстановке ульев возможно хорошее опыление даже при низких температурах, слабом солнечном сиянии и преобладании сильного ветра.

Наличие пчел в садах с  перекрестно-опыляемыми деревьями  не обеспечивает получение урожая, если отсутствуют сорта-опылители (совместимые  сорта). Деревья основных сортов следует  высаживать блоками, состоящими из 3—4 рядов. Вокруг блоков должны находиться сорта-опылители, причем сроки цветения у всех сортов должны совпадать. При неправильной посадке в ведра с водой ставят цветущие ветки сортов-опылителей. Ведра подвешивают на треногах из кольев возле ветвей дерева, нуждающегося в перекрестном опылении. Поскольку подвешивание ведер с ветками является временной мерой, в крону основного сорта нужно привить глазок или черенок сорта-опылителя. Через 3—5 лет привой начинает цвести. Для перекрестного опыления самофертильных сортов крайне важно иметь правильно размещенные промежуточные посадки самофертильных сортов - опылителей.

Насекомые не одинаково активно  посещают цветки разных растений, что  объясняется в основном неодинаковым содержанием сахара в нектаре, а также разным ароматом цветков. Медоносные пчелы собирают самый сладкий нектар, а так как концентрация сахара в нектаре меняется в течение дня, то и активность лёта пчел бывает разной. Указанная особенность растений приводит к тому, что на деревьях одних сортов в саду завязывается слишком много плодов, а с деревьев других сортов не снимают даже среднего урожая.

Другая серьезная проблема во многих районах плодоводства заключается  в изобилии одуванчика и горчицы. Одуванчик обычно зацветает вместе с яблонями, а горчица отцветает вместе с яблонями. Некоторые наблюдения показывают, что медоносная пчела охотнее берет нектар с одуванчика и горчицы, что важно учитывать при размещении ульев в садах. В благоприятные годы при 5 ульях и 2 га яблоневого сада происходит настолько интенсивное опыление, что часть цветков приходится удалять, чтобы получить плоды нормального размера. В этом случае нужно ограничивать деятельность пчел определенным количеством часов или применять химические вещества для прореживания цветков.

Реферат на тему:

"Опыление и  оплодотворение.

Суть двойного оплодотворения "

ПЛАН

1. Понятие опыления, типа опыления

Опыление - процесс  переноса пыльцы с пыльников на рыльце пестика. Различают два типа опыления: самоопыление и перекрестное опыление. Самоопыление - процесс переноса пыльцы двуполым цветка на рыльце этой самой или другого цветка, но той же особи. Некоторые растения (ячмень, овес, просо, часть пшеницы, рапс) опыляются еще тогда, когда цветки не раскрылись. При перекрестном опылении пыльца цветка одной особи переносится на рыльце цветка другой особи. Это основной тип опыления цветковых растений (яблоня, ива, огурцы и др..).

Перекрестное опыление происходит естественным (насекомыми, птицами, ветром, водой) и искусственным (осуществляет человек) путями.

В ветроопыляемых растений цветки Беа нектарники, мелкие, малозаметные, с упрощенной небарвистою околоцветником. Большие пыльники на длинных тычиночных нитях далеко высовываются из околоцветника, пестика открытые, с большими рыльцами. Пыльцы образуется много, он мелкий, легкий, с гладкой поверхностью. Ветроопыляемых растения часто растут на открытых местах, образуя заросли одного вида (камыш, ковыль, лепешняк). Значительное количество ветроопыляемых растений цветет весной, до распускания листьев (лещина, ольха, береза ??и др.).

К энтомофильных, или комахозапильних, относится подавляющее большинство покрытосеменных растений, распространенных в различных климатических зонах. Околоцветник (чаще венчик) энтомофильных растений ярко окрашена и хорошо заметна на зеленом фоне листьев. Цветки одиночные или собраны в соцветия. Пыльники комахозапильних растений сравнению с ветроопыляемых меньше и образуют меньше пыльцы: пыльца большой, липкий, с бугорчатой ??или шишковатой поверхностью. На дне венчика многих цветков образуются нектарники, в которых производится душистый сладкий сок - нектар, выделение которого после оплодотворения прекращается. Есть целый ряд других признаков, предназначенных для привлечения насекомых. Это свидетельствует о том, что эволюция растений и их опылителей шла параллельно. Это так называемая сопряженная эволюция (коэволюция).

Перекрестное опыление обеспечивает обмен генами, поддерживает высокую гетерозиготность популяций, дает материал для естественного отбора и сохраняет устойчивое потомство - носителей благоприятного соотношения генов.

Искусственное опыление широко применяют для повышения  урожая и выведение новых сортов растений. При этом для переноса пыльцы на рыльце пестика используют различные способы. Так, у кукурузы, которая имеет однополые цветки, пыльца собирают, встряхивая верхушки метелки мужских цветков в бумажные мешочки. Затем собранный пыльцу кисточкой переносят на женские цветки.

Для искусственного опыления подсолнечника надевают на руку перчатку, снимают ней пыльцу с одного растения и переносят на другую. Можно это делать прижатием двух корзин друг к другу.

Для выведения новых  сортов растений с обоеполыми цветками нужна подготовка к искусственному опылению. Прежде всего с цветков растения, выбранной по материнской, еще в пупянку удаляют пыльники и защищают эти цветки марлевыми или бумажными мешочками от попадания пыльцы. Через 2-3 дня, когда пупянок раскрывается, на рыльце пестика наносят пыльцу другого сорта чистой сухой кисточкой, мягким кусочком резины и т..

2. Суть двойного  оплодотворения

После опыления происходит процесс оплодотворения - слияния  мужской половой клетки с женской. Пыльца, попавший на поверхность рыльца, продолжает свое развитие (начинает прорастать пил еще в пыльников), что внешне проявляется в набухании, образовании пыльцевой трубки, стенки которой состоят из интины и проходят сквозь поры в эмиграции. Образование пыльцевой трубки стимулируется веществами, выделяемыми рыльцем в ответ на родственный пыльца, попавший на нее. Пыльцевая трубка за короткое время проходит через рыхлую ткань столбика и через микропиле проникает в зародышевого мешка. Одновременно прорастает много пыльцевых трубок, но с зародышевым мешком

сливается только одна. В пыльцевой трубки, образовавшейся из вегетативной клетки, переходят два спермии, которые образовались из генеративной клетки в результате митотического деления. В отдельных случаях сперматозоиды могут образовываться еще в пыльники. В месте контакта пыльцевой трубки с зародышевым мешком стенки зародышевого мешка ослизняются и пыльцевая трубка проходит внутрь. Достигнув яйцеклетки, пыльцевая трубка разрывается, из него выходят два спермии. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидный зиготу, из которой развивается зародыш нового растительного организма. Второй спермий сливается с вторичным (диштоидяим) ядром, в результате чего образуется триплоидному клетка, дающая начало эндосперма - запаса питательных веществ для зародыша. Если у завязи есть несколько семенных зачатков, то в каждом из них происходит описанный выше процесс, который был открыт русским цитологом и эмбриологом растений С. Г. Навашиным в 1898 г. и назван им двойным оплодотворением (рис.).

Рис. Схема двойного оплодотворения

1 - антиподы 2 - спермы 3 - вегетативное  ядро ??4 - пыльцевая трубка, 5 - синергиды, 6 - яйцеклетка, 7 - вторичное ядро, 8 - полярные ядра, 9 - триплоидне ядро ??эндосперма, 10 - зигота

После оплодотворения происходит интенсивное деление вторичного (триплоидному) ядра и ткань эндосперма быстро заполняет зародышевый мешок. Сначала образуется большое количество ядер, а затем между ними возникают перегородки, образуя клетки, которые продолжают делиться, заполняя всю полость зародышевого мешка. Эндосперм у одних растений полностью расходуется при формировании зародыша (бобовые, тыквенные), в других - сохраняется в зрелых семенах (злаки). После накопления определенной части питательных веществ в эндосперме начинает свое развитие и зигота, давая начало зародышу семени.

Формирование зародыша (рис.) начинается с деления зиготы поперек  продольной оси зародышевого мешка. Верхняя клетка, лежит ближе к пилковходу, образует подвесок, который отодвигает нижнюю клетку внутрь эндосперма. Подвеска у одних видов растений остается одноклеточным, у других - делится поперек и становится многоклеточным, все больше отодвигая нижнюю клетку в эндосперм. Нижняя клетка разрастается в передзародок семени шаровидной формы. Передзародок делится на 4 клетки двумя взаимно перпендикулярными перегородками, затем каждая из этих клеток делится еще на две. В результате дальнейшего деления образуется шарообразное тело, увеличивается в размерах и, постепенно дифференцируясь, приобретает вид зародыша. У него образуются симядоли, между которыми формируется зачаточный стебель с зачаточными листочками и зачаточный корешок.