Вегетативное размножение культурных и дикорастущих растений. Вегетативное размножение

Основных способов размножения растений несколько: их можно посеять в грунт (открытый или закрытый) семенами или получить из них рассаду, разделить луковицы, клубни или корневища. Есть и менее распространенные варианты - разведение овощей черенками, отводками и прививкой. Вегетативными способами размножения растений считаются те, в которых задействуются части культур.

К ним прибегают по целому ряду причин:

• есть культуры, не дающие семян, например чеснок, хрен, многоярусный лук;
• некоторые овощи (картофель, острые сорта репчатого лука), посеянные семенами, в первый год образуют мелкие продуктивные органы - такие, как севок;
• огородники культивируют растения, которые при выращивании из семян дают сильное расщепление (как и при посеве семян, собранных с гибридов), например ревень;
• существуют культуры, у которых очень мелкие, трудно прорастающие семена, а на выращивание рассады требуется 70-90 дней. К ним относятся артишок, розмарин, эстрагон и др. Поэтому их просто удобнее выращивать вегетативным способом размножения культурных растений.

Разные способы размножения овощных культур

В практике размножение овощных культур делением луковиц встречается нередко. Например, многозачатковый лук образует достаточно большое количество луковиц - 3-12 шт., на которые его можно разделить, а затем высадить их в грядки. Делить луковицы можно не только по количеству деток, но и на части - по количеству зародышей. Используя этот способ размножения растений, срежьте верхнюю часть луковицы «по плечики», на поперечном срезе вы увидите зачатки, на которые и надо будет разобрать луковицу.Когда они немного провялятся на воздухе, высадите их так же, как севок (луковички, выращенные из семян и имеющие диаметр 1,5-2,2 см) или выборок (луковицы диаметром 3-4 см).

Есть правило, соблюдение которого позволит вырастить хороший урожай лука-шалота, многоярусного лука и чеснока: перед тем как посеять луковицы, откалибруйте их по размеру и высадите на глубину, которая в 3 раза больше их высоты. Тогда растения будут развиваться одинаково и одновременно дадут урожай.

Какие ещё способы размножения растений используют огородники? Многолетние культуры, например спаржа, ревень, любисток, мята, чабрец и др., размножаются делением корневища. Оно содержит достаточный запас питательных веществ, чтобы поддерживать жизнедеятельность молодых растений до тех пор, пока у них образуется собственная корневая система. Корневища делите на части осенью или весной и сразу высаживайте на грядку, на которой они будут расти в течение нескольких лет.

Корневую поросль дают артишок и мелисса. Но корневая система у них довольно слабая, поэтому при чтобы после отделения дочернего растения от маточного оно прижилось, его надо подрастить в рассаднике.

Размножение таких овощных растений, как картофель, топинамбур и стахис производится делением клубней, основанным на биологических особенностях этих культур. Клубень - это видоизмененный утолщенный побег, поэтому картофель является не корнеплодом, как морковь или свекла (у них плод - это утолщенный корень), а клубнеплодом. На его вершине находятся почки - глазки, которые неравномерно распределены по клубню. При 12 глазках 6-7 шт. придутся на вершинную треть, на среднюю треть - 1-2 шт., на нижнюю треть - 2-3 шт. При разрезании клубня следите за тем, чтобы на каждую часть приходилось несколько глазков.

Как ещё человек размножает культурные растения, имеющие клубни? Картофель можно также размножить глазками и ростками (отводками). В первом случае вырежьте глазки в виде конусов, а сами клубни можно использовать в пищу. Глазки выдержите несколько часов на воздухе, чтобы они немного подвяли, пересыпьте в ящик небольшим слоем и храните при температуре 3-4° С. Во время посадки в каждую лунку кладите по 2-3 глазка. Обеспечив оптимальный уход, вы получите хороший урожай картофеля.

Используя этот способ размножения овощных растений, для получения ростков картофель должен пройти яровизацию. Оставьте для этого клубни на свету примерно на 30 дней при температуре 16-17° С. После образования на них ростков длиной 10-15 см переложите картофель слоями, перемежая каждый из них перегноем или торфом. Через 4-6 дней на ростках разовьется корневая система. Отделите их от клубня (старайтесь не повредить глазки) и высадите на участок (на расстоянии 20 см друг от друга, а между рядами должно быть 50 см) или в рассадник для подращивания (так обычно культивируется батат). Дальнейший уход не отличается от общепринятого.

Практикуя размножение растений разными способами, опытные садоводы используют прививку. Размножение прививкой - способ более известный в плодоводстве. Впервые он был применен к овощам еще И. В. Мичуриным. Конечно, в овощеводстве прививка не столь распространена, тем не менее, помидоры можно привить на картофель, подсолнечник - на топинамбур, огурцы и дыни - на тыкву. В наибольшей степени этот способ используется в селекции, а в практике любительского овощеводства он не встречается.

Способ размножения овощных растений черенками

Какие ещё бывают способы размножения растений, и как их использовать? Помидоры можно размножить черенками, особенно, если растения сильно вытянулись или если не хватает семян. Срежьте у сеянца верхушку и пасынки и укорените. Из таких черенков вырастут вполне кондиционные кусты. При этом материнское растение, высаженное в грунт, будет тоже нормально развиваться и плодоносить.

Использование способа размножения растений черенками сопряжено с одной трудностью - с поддержанием жизнеспособности до того момента, когда у них разовьется полноценная корневая система. Добиться этого реально только при условии обеспечения их теплом, светом и влагой, что возможно в парнике, теплице. В процессе того как человек размножает разные культурные растения черенками, ему потребуются ящики, наполненные перлитом или вермикулитом, то есть стерильными, легкими и рыхлыми субстратами, способными создать оптимальные условия для новой корневой системы. Можно использовать и компост, и перегной, и перепревшие опилки, предварительно обработанные удобрениями.

Помимо помидоров, стеблевое черенкование применяется к картофелю, любистоку, майорану, эстрагону. При этом важно правильно выбрать черенки, которые не должны быть ни слишком молодыми (они плохо дают корни), ни слишком старыми (они засыхают, так как большое количество питательных веществ идет на поддержание развившихся вегетативных органов - листьев). Поэтому выбирайте здоровые побеги, свободные от вредителей и болезней, еще только начинающие одревесневать. Чтобы стимулировать образование корней, используйте гетероауксин, для чего растворите 2 таблетки в стакане горячей воды, влейте воду комнатной температуры, доведя ее количество до 10 л, и держите черенки в жидкости в течение 6 часов.

Приживаемость черенков увеличится, если замочить их в 0,005%-ном растворе гумата натрия. Чтобы получить жидкость такой концентрации, разведите 10 г препарата в 150 мл воды и оставьте на 1 сутки, после чего слейте раствор, а 20 мл осадка залейте 10 л воды.

Черенки бывают не только стеблевыми, но и корневыми. Так выращиваются артишок, розмарин и хрен. Например, черенки хрена длиной 15-20 см подготовьте осенью и храните до наступления очередного сезона в подвале в песке. Перед посадкой протрите их тканью, удалив в середине все почки. А у артишока корневые черенки группируются вокруг маточного растения, их можно просто отделить ножом и посадить на постоянное место.

Лекция 6. Размножение растений

Размножение является неотъемлемым свойством живых организмов воспроизводить себе подобных. Благодаря размножению обеспечивается непрерывность и преемственность жизни. Различают две основные формы размножения: бесполое и половое.

Бесполое размножение . Размножение, в котором принимает участие один организм, не происходит образования и слияния гамет, не происходит слияния генетического материала в любой форме . Это наиболее древня форма размножения, широко распространенная во всех группах растений, происходит путем митотического деления или с помощью спор, особой формой бесполого размножения является вегетативное размножение.

Деление . Размножение путем деления характерно для одноклеточных водорослей . Деление происходит путем митоза, в результате образуются особи, генетически идентичные друг другу и материнскому организму.

Размножение спорами . Споры растений – репродуктивные, одноклеточные образования, служащие для образования новых особей . У большинства обитающих в воде водорослей споры подвижны, так как имеют жгутики. Такие споры называют зооспорами . У наземных растений и грибов они не имеют специальных приспособлений для активного передвижения. Споры образуются в органах бесполого размножения – спорангиях или зооспорангиях. У водорослей практически любая клетка может стать спорангием, у высших растений спорангий – многоклеточный орган. У растений споры всегда гаплоидны. Если они возникают на диплоидном растении, то их образованию предшествует мейоз, если на гаплоидном – митоз. Споры, образующиеся в результате мейоза генетически неодинаковы, организмы, которые из них развиваются, генетически неравноценны.

Растение, на котором образуются споры, называют спорофит. Если споры морфологически неотличимы, то растения, которые их образуют, называют равноспоровыми, разноспоровые растения – растения, образующие споры, всегда отличающиеся по величине и физиологическим особенностям. Микроспоры – более мелкие споры, формирующиеся в микроспорангиях, из них вырастают мужские гаметофиты (растения, образующие мужские гаметы). Мегаспоры – более крупные споры, формирующиеся в мегаспорангиях, из них вырастают женские гаметофиты . Разноспоровость чаще встречается среди высших растений (некоторые плауны, папоротники, все голосеменные и покрытосеменные).

Размножение спорами имеет большое биологическое значение – в результате мейоза происходит перекомбинация генетического материала, в спорах возникают новые комбинации аллелей генов, попадающие под контроль отбора; обычно у растений споры образуются в огромных количествах, что обеспечивает высокую интенсивность размножения. Благодаря малым размерам и легкости споры разносятся на большие расстояния, обеспечивая расселение растений; плотная оболочка споры служит надежной защитой от неблагоприятных условий среды.

Вегетативное размножение растений – это увеличение числа особей за счет отделения жизнеспособных частей вегетативного тела и их последующей регенерации (восстановления до целого организма). Данный способ размножения широко распространен в природе. Вегетативным способом размножаются как водоросли, так и высшие растения.

Вегетативное размножение бывает естественным и искусственным . Благодаря естественному вегетативному размножению в природе происходит быстрое увеличение числа особей вида, их расселение и как следствие – успех в борьбе за существование. Естественное вегетативное размножение происходит несколькими путями: фрагментацией материнской особи на две или более дочерних; разрушением участков наземно-ползучих и полегающих побегов (плауны, голосеменные, цветковые); с помощью особых структур, специально предназначенных для вегетативного размножения (клубни, луковицы, корневища, клубнелуковицы, пазушные почки, придаточные почки на листьях или корнях, выводковые корзиночки моховидных и т. д.).

Искусственное вегетативное размножение осуществляется при участии человека при выращивании культурных растений. Искусственное вегетативное размножение обладает рядом преимуществ над семенным: обеспечивает получение потомков, сохраняющих признаки родительского организма, ускоряет получение потомков, позволяет получить большое количество потомков. Кроме того, с помощью вегетативного размножения можно воспроизвести клоны тех растений, которые образуют нежизнеспособные семена или вообще их не образуют.

Способы вегетативного размножения. Растения можно размножать вегетативными органами – делением целого растения на части, надземными и подземными побегами, листьями, корнями.

Фрагментацией называют разделение особи на две или несколько частей, каждая из которых регенерирует в новую особь (рис. 34). Такое размножение характерно для нитчатых и пластинчатых водорослей (обрывки нитей или части таллома), некоторых цветковых растений (например, элодея канадская). В Европу попали только женские экземпляры элодеи, не способные образовывать семена из-за отсутствия мужских растений и единственным способом размножения оказалась фрагментация.

Деление кустов. Смородина, крыжовник, примулы, ревень хорошо размножаются частями кустов. Растение выкапывают, делят на части и высаживают отдельно друг от друга. Кусты обычно делят весной или во второй половине лета.

Размножение надземными побегами.

Усы . В сельскохозяйственной практике усами размножают клубнику и землянику. В узлах усов образуются боковые почки и придаточные корни. После засыхания междоузлий растения обособляются. В природе усами размножаются такие растения, как лютик ползучий, камнеломка отпрысковая.

Рис. Размножение смородины отводками

Отводки. Отводки – это участки побегов, которые специально прижимаются к земле, и присыпаются землей, а после развития придаточных корней отделяются от материнского растения (рис. 36). Для лучшего укоренения побег можно надрезать. Это нарушает отток питательных веществ и их скопление в месте надреза, что создает благоприятные условия для образования придаточных корней. Отводками размножаются крыжовник, смородина, виноград .

Стеблевые черенки. Стеблевой черенок представляет собой участок надземного побега. Стеблевыми черенками размножают виноград, смородину, крыжовник, декоративные виды спиреи, красный перец, баклажан и другие. Для размножения берут черенки длиной от 2-3 до 6-8 см, состоящих из одного междоузлия и двух узлов. На верхнем узле листья оставляются (если листовые пластинки крупные, то их наполовину срезают). Черенки высаживают в специальные парнички, а после укоренения – в открытый грунт.

Рис. . Размножение черенками

Прививка (или трансплантация) – искусственное сращивание части (черенка, почки) одного растения с побегом другого. Черенок или почка с прилегающим к ней

участком коры и древесины (глазок), привитые на другое растение, называют привоем . Подвой – растение или его часть, на котором осуществлена прививка. Прививка позволяет использовать корневую систему подвоя для сохранения или размножения определенного сорта, замены сорта, получения новых сортов, ускорения плодоношения, получения морозоустойчивых растений, ремонта или омоложения старых взрослых деревьев.

Известно много способов прививки, однако все их можно свести к двум основным типам: прививка сближением, когда привой и подвой остаются на своих корнях, прививка отделенным привоем, когда корни имеет только подвой.

Наиболее распространенными способами прививки являются следующие (рис. 38). Прививка в расщеп или в полурасщеп . Применяют в том случае, если привой тоньше подвоя. Поперечный срез подвоя полностью или частично разделяют и вставляют в него привой, косо срезанный с двух сторон.

Прививка под кору. Привой также тоньше подвоя. На подвое делают горизонтальный срез под стеблевым узлом, кору надрезают в вертикальном направлении и осторожно отворачивают ее края. На привое делают срез в виде полуконуса, вставляют его под кору, зажимают отворотами коры и обвязывают.

Копулировка . Применяется в том случае, если привой и подвой имеют одинаковую толщину. На привое и подвое делают косые срезы и совмещают их, обеспечив плотность соединения.

Окулировка . Прививка почки-глазка. На подвое делается Т-образный разрез, края коры отгибаются, и за кору вставляют почку с небольшим участком древесины и плотно забинтовывают.

Размножение подземными побегами.

Клубень . Из сельскохозяйственных растений, размножающихся клубнями, наиболее известны картофель и топинамбур. Их можно размножать, высаживая целые клубни или их части с почками-глазками. Клубни, как хранилище запаса питательных веществ, образуются у таких дикорастущих растений, как сыть, седмичник.

Корневище . В сельском хозяйстве корневищами размножают ревень, мяту, спаржу, бамбук, в декоративном садоводстве – ландыш, ирис и другие. Они легко размножаются делением корневища на части, каждая из которых должна содержать вегетативную почку.

В лесах, степях, на лугах обитает большое количество корневищных растений, прежде всего злаков. К корневищным растениям относятся пырей, тимофеевка, белоус, купена, кислица, хвощ полевой и другие дикорастущие растения. У многих корневища ветвятся, и при отмирании старых частей происходит обособление новых растений.

Луковица . В сельскохозяйственной практике луковицами размножают лук, чеснок, декоративные растения: тюльпаны, нарциссы, гиацинты и другие. В природе луковицами размножаются многие растения: тюльпаны, гусиный лук, пролеска, подснежник и т. д. Вегетативное размножение луковичных растений осуществляют разросшимися взрослыми луковицами, детками, отдельными чешуями.

Клубнелуковица . Запасные питательные вещества клубнелуковицы расходуются на цветение, но к концу сезона формируется новая клубнелуковица. Кроме того, может образоваться одна или несколько клубнелуковичек – мясистых почек, развивающихся между старой и новой клубнелуковицами. К клубнелуковичным растениям относятся гладиолус, крокус.

Корневые клубни . Представляют собой утолщения боковых корней. В декоративном садоводстве корневыми клубнями размножают георгины, батат. При размножении георгинов необходимо брать корневые клубни с основанием стебля, несущим почки, так как корневые клубни почек не образуют. Корневыми клубнями размножаются чистяк весенний, любка двулистная.

Размножение корневыми отпрысками. Корневые отпрыски – побеги, возникающие из придаточных почек на корнях (рис. 36). Корневыми отпрысками размножается растения, легко образующие на корнях придаточные почки: вишня , слива, малина, сирень, осина, осот, бодяк полевой и др.

Корневые черенки. Корневой черенок представляет собой часть корня. Ими размножаются виды, на корнях которых легко развиваются придаточные почки: хрен, малина, вишня, розы. Корневые черенки заготавливают осенью, реже весной. Для этого используют боковые корни первого порядка в возрасте 2-3 лет. Длина черенка до 10-15 см, диаметр – 0,6-1,5 см. черенки высаживают в почву на глубину 2-3 см. Черенками размножаются и многие дикорастущие растения: ива, тополь, осина, одуван

Размножение листьями.

Целыми листьями. Многие цветковые растения размножают листьями, например сенполии, бегонии. Лист достаточно поставить в воду, появляются придаточные корни и придаточные почки, через некоторое время растение пересаживают в почву.

Листовыми черенками. Иногда достаточно даже части листа для вегетативного размножения. У бегонии королевской вырезают часть листа с крупной жилкой, лист сансевьеры можно разрезать на несколько листовых черенков и поставить их в воду.

Придаточными почками на листьях, детками . У бриофиллюма на листьях образуются придаточные почки, похожие на маленькие растения. Падая, они становятся самостоятельными растениями.

Культура тканей. Культура тканей представляет собой рост крупы растительных клеток на искусственных средах. Растительные клетки обладают свойством тотипотентности – отдельная клетка может развиться в нормальное растение при использовании определенных фитогормонов. Метод культуры тканей позволяет получать клоны некоторых высших растений. Клонирование – получение совокупности особей из одной материнской вегетативным путем. Клонирование используется для размножения ценных сортов растений и для оздоровления посадочного материала.

Половое размножение . Половое размножение связано с образованием растениями особого типа клеток – гамет. Растение, на котором происходит образование гамет, называют гаметофитом . Процесс формирования гамет называют гаметогенезом . Он происходит в особых органах – гаметангиях . У равноспоровых растений гаметофит обычно обоеполый: несет и женские, и мужские гаметангии. У разноспоровых растений из микроспор развивается гаметофит с мужскими гаметангиями, а из мегаспор – гаметофит с женскими гаметангиями. Гаметы растений образуются в митотически, мейоз происходит после образования зиготы (зиготическая редукция ) – многих водорослей, или при образовании спор (спорическая редукция ) – у диплоидных водорослей и высших растений. У животных мейоз происходит при образовании гамет (гаметическая редукция ).

Половое размножение имеет ряд преимуществ по сравнению с бесполым. Во-первых, при слиянии гамет образуется организм с уникальным двойным набором аллелей генов, полученных от родителей с разными генотипами, формируется организм с уникальным генотипом. В результате отбора будут выживать особи, чей генотип позволяет приспособиться к данным условиям среды, даже если эти условия изменяются.

Во-вторых, мутации, изменяющие гены чаще рецессивны, и вредны в данных условия среды. Диплоидный набор генов позволяет сохраниться возникшим рецессивным аллелям благодаря наличию доминантных аллелей этих генов. Каждый диплоидный организм содержит сотни, тысячи генов в рецессивном состоянии, как губка насыщена водой, так и генотип насыщен ими, они передаются следующему поколению и постепенно распространяются по популяции. Мутация проявится, если обе гаметы несут данную рецессивную аллель гена, а к этому времени среда может измениться, и данная мутация может оказаться полезной. Так происходит накопление и распространение мутаций.

Гаметы всегда гаплоидны. При слиянии мужской и женской гамет происходит образование диплоидной зиготы, из которой развивается новый организм. Процесс слияния гамет называют оплодотворением . Сущность полового процесса едина для всех живых организмов, а его формы разнообразны. Различают следующие типы полового процесса: хологамия, конъюгация, изогамия, гетерогамия и оогамия (рис. 39).

Хологамия . Хологамия – слияние гаплоидных одноклеточных, внешне неотличимых организмов друг с другом. Этот тип полового процесса характерен для некоторых одноклеточных водорослей. В данном случае сливаются не гаметы, а целые организмы, выступающие в роли гамет. Образовавшаяся диплоидная зигота обычно сразу же делится мейотически (зиготическая редукция ) и образуется 4 дочерних гаплоидных одноклеточных организма.

Конъюгация. Особой формой полового процесса является конъюгация, характерная для некоторых нитчатых водорослей. Отдельные гаплоидные клетки нитевидных талломов, расположенных близко друг от друга, начинают образовывать выросты. Они растут навстречу друг другу, соединяются, перегородки в месте стыка растворяются, и содержимое одной клетки (мужской) переходит в другую (женскую). В результате конъюгации образуется диплоидная зигота.

Изогамия. При изогамии гаметы морфологически сходны между собой, то есть одинаковы по форме и размерам, но физиологически они разнокачественны. Данный половой процесс характерен для многих водорослей и некоторых грибов. Изогамия происходит только в воде, для передвижения в которой гаметы снабжены жгутиками. Они очень похожи на зооспоры, но имеют меньшие размеры.

Гетерогамия. При гетерогамии происходит слияние подвижных половых клеток, сходных по форме, но различающихся размерами. Женская гамета в несколько раз больше мужской и менее подвижна. Гетерогамия характерна для тех же групп организмов, что и изогамия, и также происходит в воде.

Оогамия. Характерна для некоторых водорослей и всех высших растений. Женская гамета – яйцеклетка – крупная и неподвижная. У низших растений образуется в одноклеточных гаметангиях – оогониях , у высших растений (исключая покрытосеменные) – в многоклеточных архегониях . Мужская гамета (сперматозоид) мала и подвижна, образуется у грибов и водорослей в одноклеточных, а у высших растений (исключая покрытосеменные) – в многоклеточных гаметангиях – антеридиях . Сперматозоиды способны передвигаться только в воде. Поэтому наличие воды – обязательное условие для оплодотворения у всех растений, за исключением семенных. У большинства семенных растений мужские гаметы утратили жгутики и называются спермиями .

Ключевые термины и понятия

1. Бесполое размножение. 2. Споры растений. 3. Зооспоры. 4. Спорофит. 5. Мужской и женский гаметофиты. 6. Микроспоры и мегаспоры. 7. Вегетативной размножение. 8. Привой. 9. Подвой. 10. Гаметангии. 11. Зиготическая редукция. 12. Спорическая редукция. 13. Гаметическая редукция. 14. Хологамия. 15. Изогамия. 16. Гетерогамия. 17. Оогамия. 18. Конъюгация. 19. Оогонии. 20. Архегонии. 21. Антеридии. 22. Тотипотентность.

Основные вопросы для повторения

1. Размножение растений путем деления.

2. Размножение спорами.

3. Естественное вегетативное размножение.

4. Размножение фрагментацией и делением кустов.

5. Размножение надземными побегами (усами, отводками, стеблевыми черенками).

6. Основные способы и особенности размножения прививкой.

7. Основные способы размножения поземными побегами.

8. Основные способы размножения корнями.

9. Основные способы размножения растений листьями.

10. Размножение культурой ткани.

11. Преимущества полового размножения.

12. Характеристика основных типов половых процессов (хологамия, конъюгация, изогамия, гетерогамия, оогамия).

1.2.3. Вегетативное размножение

Все органы растения взаимосвязаны и влияют друг на друга. И каждый орган или его часть, отделённые от материнского растений могут при известных условиях превратиться в самостоятельный индивидуум, т.к. способны образовать побеги, новую корневую систему или то и другое, могут срастаться с другой частью растения Неотделённые части (корневища, луковица), также способна превращаться в новое растение.
В природе вегетативное размножение может осуществляться за счёт специализированных (корневища, усы и т.д.) и неспециализированных (неотделённые побеги или их отделённые части поросль) органов. Отделение частей от растения наблюдается например, у ив и тополей, растущих по долинам рек. Ветки деревьев могут отламываться под действием ветра, снегопада, животных, воды. Наблюдали в природе и самопрививки у древесины, растений (например, между сосной и кедром). Некоторым растениям свойственно мнимое живорождение (вивипария), при которой образуются выводковые почки на листовых пластинках (бриофиллум), луковички вместо цветков (чеснок "зимних" сортов), клубеньки вместо пазушных боковых почек (лилия тигровая). Вегетативное размножение обеспечивает воспроизведем растений при отсутствии условий для семенного размножения, способствует быстрому захвату территорий.
Способность растений к регенерации с древности подмечен человеком и используется при искусственном вегетативном размножении полезных растений. При этом происходит точное воспроизведение в новой особи всех признаков материнского организма. Это позволяет сохранить и использовать для хозяйственных целей стерильные особи, гетерозисные формы, двудольные растения, у которых хозяйственный интерес представляет один дол.
Большое значение этот способ имеет в декоративном садоводстве, где часто интерес представляют формы, практически не наследуемые при семенном размножении - пестролистные разрезнолистные, плакучие, пирамидальные и др. Важен этот способ при размножении растений, не дающих семян в определённых условиях или дающих нежизнеспособные семена. Вегетативно размноженные растения в первые годы жизни отличаются более быстрым ростом, быстрее начинают плодоносить. Степень регенерирующей способности является видовой особенностью. Обычно легче размножаются растения, имеющие специализированные органы или хорошо выраженную способность образовывать придаточные корни и почки. Сосна, например, вегетативно не размножается, а ель и пихта могут давать укореняемые отводки из горизонтальных нижних ветвей. Одревесневшие стеблевые черенки обычно легче укрепляются, чем зелёные, так как в их тканях накоплены продукты запаса и часто имеются готовые корневые зачатки. Есть породы, у которых стеблевые черенки укореняются очень плохо (ирга, рябина, боярышник, черёмуха). Для зелёных черенков необходимо создавать условия, препятствующие испарению, их нельзя перевозить на большие расстояния. Ещё сложнее осуществлять микроразмножение.
Как правило, виды с высокой регенерационной способностью в естественных и искусственных условиях могут размножаться одновременно несколькими способами (ива, тополь, смородина и др.). Укоренение при черенковании можно стимулировать, обрабатывая черенки стимуляторами роста или растворами Сахаров с основными элементами питания (азот, фосфор, калий). В течение последних лет для размножения цветочных культур черенкованием используют цеолитовые субстраты или смеси цеолита с различными компонентами (торф, песок, опилки и др.). Как показали исследования кафедры ботаники Кемеровского госуниверситета черенки хризантем в таких субстратах образуют более мощную корневую систему (по количеству и размерам корней), у них быстрее врастают побеги и наступает цветение.
Человек усовершенствовал способы вегетативного размножения, обнаруженные им в природе и начал разработку новых. Так, в настоящее время разрабатываются технологии клонального v икроразмножения (клон - совокупность всех особей, полученных при вегетативном размножении "материнского" организма). В основе его лежит способность отдельной клетки развиваться в целый организм. При этом растения получают из отдельных клеток тканей, выделенных из вегетативных органов, или же активизируют уже существующие меристемы (обычно верхушечные). Преимущества такого метода в том, что полученные растения свободны от вирусов и патогенных микроорганизмов, он позволяв получать большое количество идеально однородного посадочной материала, ускоряет селекционный процесс. Таким образом можно обновлять старые, ценные в хозяйственном отношении сорта. В Кузбассе в течение нескольких лет садоводам-любителям предлагался посадочный материал картофеля, выращенный из верхушечных меристем клубня. Однако этот способ трудоёмок и требует создания особых условий для развивающихся растений.

Способы вегетативного размножения
у дикорастущих и культурных растений Кемеровской области

Название способа	Растения
	культурные	дикорастущие
Корневищами	Ревень, Спаржа, Мята, Ландыш, Ирис	Пырей, Каллы, Ветреницы, Купены, Кислица, Мать-и-мачеха, Вороний глаз, Майник, Копытень, Сныть
Клубнями	Картофель, Топинамбур	Седмичник, Сныть
Луковицами	Тюльпан, Нарцисс, Лук, Чеснок, Кринум, Амариллис	Гусиный лук, Лилия-саранка, Рябчик, Луки
Клубнелуковицами	Гладиолусы
Усами	Земляника	Клевер ползучий, Седмичник, Гусиная лапчатка Земляника, Лютик ползучий, Будра, Клубника, Костяника
Корневые клубни (шишки)	Георгин, Аспарагус	Ятрышники, Любка двулистная
Черенки: стеблевые, одревесневшие	Смородина, Крыжовник, Чубушник, Плющи, Актинидия	Тополя, Ивы, Спирея, Калина
Стеблевые зелёные	Облепиха, Традесканция, Герань	Берёза
Листовые	Сансевьера, Бегония, Колеус, Глоксиния, Узумбарская Фиалка, Элодея
Корневые	Малина, Вишня, Слива, Ирис, Хрен	Одуванчик Иван-чай
Деление кустов	Флоксы, Дельфину мы, Примулы, Пионы, Лук-ботун, Ревень
Отводками	Крыжовник, Смородина	Пихта, липа, ель, калина, черёмуха
Корневые отпрыски	Вишня, Слива, Сирень	Черёмуха, Малина, Ежевика, Горчак, бодяк, Осот, тополя, Одуванчик
Прививки	Яблоня, Слива, Груша, Кактусы
Клональное микроразмножение	Картофель

Вегетативное размножение имеет большое практическое значение, так как гарантирует получение потомства, полностью сохраняющего свойства и признаки материнского растения; цветение у ряда видов наступает раньше, чем при семенном размножении; некоторые растения у нас не дают семян (ветреница японская и др.).

Способы вегетативного размножения .

1)Размножение корневищами . Этим способом размножают корневищные растения – ирисы, живокость, хризантемы, ландыши, золотарники и др. Корневище представляет собой подземный стебель, на нем имеются спящие почки, дающие начало новым побегам. Корневищные растения поэтому очень быстро разрастаются, хорошо приживаются после пересадки и хорошо развиваются. Выкопанный куст разрезают на части лопатой или ножом, можно ломать руками, стараясь нанести растению как можно меньше травм. Каждая часть куста должна иметь 3-4 почки и собственные корни. Растения, цветущие весной, лучше делить осенью, цветущие летом и осенью – весной.

2)Размножение клубнями . Клубни бывают стеблевого происхождения (видоизмененные стебли) и корневого – видоизмененные корни. Отличительной особенностью стеблевых клубней от корневых является наличие на них спящих почек, что позволяет размножать их делением (топинамбур – клубни отмирают через год; клубневая бегония, цикламен ― клубни живут несколько лет). Корневые клубни, не несущие на себе почек, отделяют с частью корневой шейки, где расположены спящие почки (георгины).

3)Размножение луковицами и клубнелуковицами . Луковичные растения по строению луковиц делятся на 2 группы: первая имеет чешуйчатые луковицы (лилии), вторая ― пленчатые (тюльпаны, нарциссы, гиацинты и др.). У пленчатых и чешуйчатых луковиц из пазушных почек образуются луковички-детки, которыми и размножаются растения. Лилии можно размножать также чешуйками луковиц, а некоторые виды образуют воздушные луковички-бульбочки в пазухах листьев.

Гладиолусы и крокусы размножаются клубнелуковицами, их можно делить на части, каждая из которых должна иметь 1-2 почки.

4)Размножение усами (стеблевыми побегами, растущими горизонтально и образующими в узлах новые укореняющиеся растения) характерно для земляники индийской, барвинка, живучки, фиалки душистой и др. Укоренившиеся экземпляры весной или осенью отделяют от материнских и высаживают на новое место.

5)Корневыми отпрысками размножают растения, на корнях которых находятся придаточные почки, способные развиваться в надземные побеги (вьюнок, драцена, хмель и др.). Отпрыски отделяют от материнского растения и рассаживают.

6)Черенкование – один из наиболее распространенных методов размножения растений. Любую отделенную от растения часть, предназначенную для вегетативного размножения, называют черенком. Черенки подразделяют на стеблевые, корневые и листовые. Стеблевые черенки, в свою очередь, на: зеленые, заготавливаемые с незрелой древесиной и не сформировавшимися листья, предназначенные для размножения двулетников, многолетников, горшечных культур и отдельных видов кустарников; полуодревесневшие, характеризующиеся сформировавшимися листьями и неполно вызревшей древесиной (розы, сирень, комнатный жасмин, фуксия и др.); одревесневшие, отличающиеся прочной, хорошо сформировавшейся древесиной без листьев (ива, жасмин, спирея и др.).

Корневыми и корневищными черенками размножаются большинство корневищных растений (пионы, флоксы, ирисы, мак восточный и др.). Листовыми черенками в большинстве случаев размножают оранжерейные растения (бегонию Рэкс, глоксинии, сансевеиру, эхеверию и др.).

Черенкование лучше проводить в теплицах, парниках или на специально защищенном участке с хорошо удобренной и обработанной почвой. Посадку проводят осенью или весной. На зиму черенки укрывают. В первый год жизни растений цветки и соцветия выщипывают, давая возможность лучше развиться вегетативным органам.

7)Размножение прививкой – пересадка черенка или глазка одного растения (привой) на другое (подвой). Этим способом размножают розы, азалии, лимоны, кактусы и др. Для успеха прививки требуется совместить живые, способные к делению клетки, т.е. хотя бы на некоторых участках камбий (ткань между лубом и древесиной) привоя должен совпадать с камбием подвоя.

Прививку следует проводить в тот период, когда почки привоя находятся в состоянии покоя. Существует несколько способов прививки. Они достаточно широко описаны в садоводческой литературе. Наиболее часто применяется окулировка (глазком). Выполняется она весной (прорастающим глазком) и летом (июль – август) – спящим глазком.

Размножение – это свойство организмов увеличивать численность в процессе образования потомков. Растения могут осуществлять воспроизведение подобных себе организмов, обеспечивая непрерыв­ность и преемственность жизни. Однако понятия «размножение» и «воспроизведение» не являются полностью совпадающими по биологическому смыслу. Под воспроизведением понимают процесс образования потомков, тождественных (подобных) данному поколению. У растений и грибов размножение нередко приводит к образованию потомков, биологически отличающихся от размножающегося поколения, а собственно воспроизведение происходит только через одно или даже через несколько поколений. При этом в любом случае каждое следующее поколение потомков образуется в результате размножения особей предыдущего поколения. Обычно выделяют три основные формы размно­жения: вегетативное, бесполое и половое.

Вегетативное размножениеобеспечивает уве­личение числа особей данного вида за счет отделения любых жизнеспособных ча­стей вегетативного тела растения. При таком размножении происходит регенера­ция – восстановление целого организма из его части. Способность к вегетативно­му размножению весьма характерна для растений и грибов на всех уровнях их организации. У животных подобная форма размножения встречается только у неко­торых групп низших организмов.

Существует много различных спосо­бов вегетативного размножения грибов и растений: частями таллома, мицелия или частями вегета­тивных органов (корней, стеблей, листьев, почек). У одноклеточных организмов оно осуществляется путем деления исходной клетки на две производные (дочерние). Многие нитчатые и пластинчатые во­доросли, мицелии грибов, талломы ли­шайников легко распадаются на части, каждая из которых может стать само­стоятельным организмом. Высшие растения нередко размножаются путем фрагментации тела на отдельные побеги. Особи, возникающие из одной роди­тельской особи в результате вегетативно­го размножения, образуют клон.

У неко­торых голосеменных и покрытосеменных размножение корневыми отпрысками (осина), стелющимися подземными побе­гами и корневой порослью (секвойя Sequoia sempervirens ), имеют большее значение, чем размножение семенами.

Вегетативное размножение осущест­вляется и с помощью выводковых почек. Они могут возникать на растении (папо­ротники, цветковые растения) в большом количестве, а потом опадают с него по­добно семенам (например, у бриофиллума). Подобное образование выводковых почек нередко наблюдается на краях или жилках вай папоротников. Иногда вывод­ковые почки могут быть видоизменены в луковички (например, у зубянки Dentaria и некоторых лилий) или клубеньки стеблевого происхождения (у горца живо­родящегоBistorta vivipara ).

В практике сельского хозяйства разра­ботана целая серия разнообразных спосо­бов искусственного вегетативного раз­множения культурных и полукультурных растений, относящихся к самым разным жизненным формам. Многие декора­тивные кустарники и многолетние травы размножаются делением куста, корневищами, корневыми отпрысками.

Многих представителей лилейных Liliaceae искусственно размножают луковицами и клубнелу­ковицами, отделяя дочерние «детки» от материнских растений (лук, чеснок, ли­лии, тюльпаны, гиацинты, крокусы, гладиолусы). Особенно распространены в садовод­стве формы вегетативного размножения с помощью черенков и прививки.

Черенок – это часть вегетативного органа, служащий для искусственного вегетативного размножения. Черенки могут быть стеблевыми, или побеговыми (ива, тополь, смородина, пеларгония), листовыми (бегония, лилия), корневыми (одуванчик, малина, вишня, осина). Разновидность че­ренкования – размножение деревьев и кустарников отводками.В этом случае часть побега сначала специально прижимают к почве для укоренения, и только когда оно произошло, отрезают укоре­нившийся отводок. Отводки встречаются в природе – у некоторых хвойных (полегающие лапы ели, пихты), липы, черемухи и других видов, способных укореняться ветвями, лежащими на земле. Черенками размножают многие плодовые, дре­весные и травянистые декоративные растения в открытом грунте и в комнатной культуре. При черенковании сохраняются все свойства сорта материнского культурного растения, что очень важно, так как при семенном размножении многие спе­циально выведенные путем селекции признаки могут быть утрачены.

Прививкой, или трансплантацией, называют пересадку части одного растения на другое с последующим их срастанием. Этот способ вегетативного размножения в природе не встречается. Прививки очень широко распространены в садоводстве как один из методов получения новых сортов или направленного изме­нения уже существующих (так называемый «метод ментора», предложенный И.В.Мичуриным). Прививку применяют также с целью размножения уже имеющегося сорта для максимального сохра­нения всех его качеств, которые могут быть утеряны при семенном размножении: для развития у прививаемого расте­ния мощной корневой системы, обладающей большей морозостойкостью, устойчивостью к грибковым заболеваниям, для получения вегетативных гибридов. Только таким способом осущест­вляется размножение сортовых растений, не дающих семян. Существует более 100 способов прививок.

Бесполое размножениерастений и грибов осуществляется спорами, то есть специализированными клетками, служащими для размножения и расселения (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Споры некоторых агариковых грибов.

Количество спор, образуемых одним растительным или грибным организмом, может быть весьма велико. Споры не дифференцированы в половом отношении. У водорослей и грибов они диплоидны или гаплоидны. Споры высших растений всегда гаплоидны. У части водорослей и многих грибов споры снабжены ундулиподиями (жгутиками) и подвижны – такие споры называются зооспорами.

Споры наземных растений обычно не имеют приспособлений для активного движения и защищены от высы­хания твердой клеточной оболочкой, состоящей из двух слоев – тонкого, проницаемого внутреннего слоя (интины) и толстого, непроницаемого для воды и газов внешнего слоя (экзины).

Ор­ганизм, производящий споры, получил название спорофита,а процесс образования спор – спорогенеза.У растений споры образуются в спорангиях (если зооспоры – то в зооспорангиях). Спорангий водорослей (низшие растения) обычно одноклеточный; содер­жимое этой единственной клетки делится, в результате чего формируются споры, которые выходят наружу при вскрывании оболочки спорангия. У высших растений спорангий – многоклеточный орган, име­ющий одно- или многослойную стенку. Внутри многоклеточного спорангия формируется образовательная ткань – археспорий (от греческого «архе» – начало), из которой в дальнейшем образуются споры. Из клеток археспория споры возникают в результате мейоза. На гаплоидном организме (некоторые грибы) споры обра­зуются в результате митотического деле­ния. При прорастании такие споры воспроизводят новую особь, идентичную материнской. На диплоидном организме формированию спор предшествует мейоз. Из спор, образовавшихся в результате мейоза, при прорастании возникает га­плоидный организм, который будет размножаться половым способом (за счет образования гамет) – гаметофит (заросток),не идентичный диплоидному материнскому спорофиту.

У низших растений, мхов и даже у многих современных высших сосудистых споровых растений (хвощей, плаунов и папоротников) все споры одина­ковы по размерам и физиологическим особенностям. Это равноспоровые организмы. У многих растений (некоторые плауны, папоротники, все голосеменные и цветковые) на одной и той же особи или на разных особях одного вида образуются споры двух типов, различные по размерам и физиологическим особенностям. Такие растения называются разноспоровыми (некоторые плауны и папоротники, все голосеменные и покрытосеменные). Относи­тельно более мелкие споры (микроспоры) (рис. 6.2 ) образуются в микроспорангии, а более крупные (мегаспоры) – в мегаспорангии. Микроспоры, прорастая, дают начало однополому мужскому гаметофиту (мужской особи), на котором возникают мужские половые органы – антеридии. Мегаспоры при прорастании образуют женский гаметофит (женскую особь), несущий женские половые органы – архегонии.Разноспоровость эволюционно возникла у высших растений (некоторые плауновидные и папоротники, все голосеменные и покрытосеменные).

Рис. 6.2. Микроспоры цветковых растений . А – магнолия, Б – сусак, В – джузгун, Г – пион, Д – лютик, Е – истод.

Половое размножение – это такой тип размножения, при котором новые особи образуются в результате полового про­цесса. Для полового процесса необхо­димы, как правило, две родительские особи, продуцирующие два физиологиче­ски различных типа половых клеток (га­мет)с перекомби­нированными роди­тельскими хромосомами, которые сливаются и формируют зиготу. Из зиготы в последующем развивается новая дочерняя особь

Организмы, на которых формируются гаметы, называются гамето­фитами, а процесс образования гамет – гаметогенезом.У большинства растений и грибов гаметы возникают в особых органах – гаметангиях.Гаметы всегда гаплоидны. Гаметофиты равноспоровых растений обычно обоеполы и формируют как муж­ские, так и женские гаметангии. У разноспоровых растений обычно из микро­спор вырастают гаметофиты с мужскими гаметангиями, а из мегаспор – гамето­фиты с женскими гаметангиями.

В связи с тем, что разные растения способны вырабатывать различные по величине и подвижности типы гамет, различают несколько типов полового процесса. В простейшем случае у некоторых одно­клеточных водорослей и грибов, лишенных твер­дой оболочки, сливаются целые однокле­точные организмы. Такой половой процесс назы­вается хологамией.

Если в половом процессе участвуют специализированные половые клетки – гаметы, то такой процесс называется гаметогамией (рис. 6.3 ). Гаметы, образующиеся в гаме­тангиях, могут быть морфологически однотипны, тогда их называют изогаметами. Попарное их слияние основано лишь на физиологическом раз­личии, а половой процесс такого типа на­зывают изогамным. Изогамия встречает­ся у некоторых водорослей и у очень немногих грибов. Если подвижные га­меты различаются по величине (одна пре­восходит другую в несколько раз), то слияние таких гамет обусловливает гетерогамный половой процесс. У некоторых грибоподобных организмов (оомицеты), водорослей и у всех высших растений половой процесс оогамный.Женская гамета (яйцеклетка) при оогамной форме полового процесса неподвижна, лишена жгутиков (ундулиподиев), имеет крупные размеры и большой запас пита­тельных веществ. Мужская гамета (спер­матозоид) – маленькая, подвижная, со жгутиками (ундулиподиями), либо без жгутиков (тогда она называется спермий); состоит из крупного ядра и очень небольшого ко­личества цитоплазмы. Неподвижная яйцклетка образуется либо в гаметангии, называемом оогонием (у водорослей и некоторых грибов), либо в архегонии (высшие растения, исключая цветковые).

Оогоний (от греческого «оон» – яйцо, «гоне» – рождение) обычно состоит из одной клетки, реже (у харовых водо­рослей) многоклеточный. Архегоний(от греческого «архе» – начало) – женский поло­вой орган высших архегониальных растений – мхов, плаунов, хвощей, папо­ротников и голосеменных. Это всегда многоклеточное образование, состоящее из расширенного брюшка, в котором по­мещается яйцеклетка, и удлиненной шей­ки. Над яйцеклеткой находится брюшная канальцевая клетка. Наружные клетки архегония стерильны и образуют однослой­ную стенку. По каналу шейки, заполнен­ному слизью, сперматозоиды проникают в брюшко и один из них сливается с яйцеклеткой.

Сперматозоиды у споровых растений образуются в гаметангиях, называемых антеридиями. Антеридий(от греческого «антерос» – цветущий) – это одноклеточный (у большинства низших растений) или многоклеточный (у высших споровых растений) мужской половой орган, имею­щий у разных систематических групп раз­личную (округлую или овальную) форму. Сперматозоиды, созревшие в антеридиях, могут достичь яйцеклетки только в присутствии капельно-жидкой воды. На­личие ее – обязательное условие для осу­ществления процесса оплодотворения у всех групп растительных организмов, исключая семенные растения. У цветковых растений произошла полная редукция гаметангиев, однако половые клетки (спермии и яйцеклетки) образуются и участвуют в половом процессе.

Помимо типичного полового процесса, в котором обязательно участвуют две гаметы, существует особый тип полового процесса, при котором зародыш разви­вается из неоплодотворенной яйцеклетки. Это явление у растений чаще всего известно под названием апомиксиса(от греческого «апо» – от (без) и «миксис» – сме­шение). Апомиксис широко встречается у многих покрытосеменных растений (часть розоцветных, сложноцветных), особенно у ряда культурных растений (свекла, хлопчатник, лен, табак).

Рис. 6.3. Различные типы полового размноже­ ния у растений, водорослей и грибов (схема). А – изогамия (харак­терна для некоторых водорослей); Б– гетерогамия (некоторые водоросли); В – оогамия (некоторые водо­росли, все высшие растения); Г – конъюгация (некоторые водоросли).

Половая и бесполая формы размножения имеют определенные био­логические преимущества. При половом размножении достигается комбинация наследственного материала родительских форм. Образующаяся при половом воспроизведении особь генети­чески нетождественна ни одному из своих родителей. Половой процесс обес­печивает генетическую изменчивость ор­ганизмов из поколения в поколение, а по­ловое размножение дает виду преимущества, реализующиеся при есте­ственном отборе. При бесполом размно­жении наследственные особенности пере­даются без изменений и могут легко закрепляться в ряду поколений. Однако чаще всего у растений осуществляется че­редование полового и бесполого поколе­ний. При чередовании поколений гаметофит закономерно сменяется спорофитом, который затем вновь сменяется следующим в череде поколений гаметофитом.

Гаметофит и спорофит могут быть одинаковыми как морфоло­гически, так и по продолжительности жизни (изо­морфное чередование поколений) (у многих водорослей) или ре­зко различными (гетероморфное чередова­ние) (у некоторых водорослей и всех высших растений).

Таким образом, у разных групп водорослей встречаются обе формы чередования поколений. Для высших растений характерно только гетероморф­ное чередование. Оба поколения разви­ваются либо независимо как самостоя­тельные особи, либо одно поколение «поселяется» на другом. Так, у мхов спо­рофит развивается на зеленом гаметофите. У семенных растений крайне редуцированный бесхлорофилльный женский гаме­тофит не покидает спорофит. У всех высших растений, кроме мхов, преобладает спорофит, а гаметофит развит слабее и недолгове­чен. Чередование поколений связано со сменой ядерных фаз – гаплоидной (n) и ди­плоидной (2n). Эта смена обеспечивается благодаря мейозу, протекающему у всех высших растений при спорогенезе, и половому процессу.

Ди­плоидный спорофит высших растений всегда производит гаплоидные мейоспоры. Из них вырастает га­плоидный гаметофит, продуцирующий гаплоидные митогаметы (половые клетки, образованные в процессе митоза). При слиянии гамет восстана­вливается диплоидное число хромосом в зиготе, из которой вы­растает диплоидный спорофит.