گرده افشانی، تشکیل سلول جنسی و باروری

خودگرده افشانی یا self pollination عبارتست از انتقال گرده یک گل به کلاله همان گل و یا به کلاله سایر گلها در همان گیاه و دگرگرده افشانی یا cross pollination عبارتست از انتقال دانه گرده یک گیاه به کلاله گیاه دیگر. اگر نطفه از ترکیب گامتهاي نر و ماده یک گیاه به وجود آید خودگشنی یا self fertilization نامیده میشود و ترکیب گامتهاي یک بوته با گامتهاي بوته دیگر را دگرگشنی یا cross Fertilization می نامند. مقدار طبیعی خودگشنی یا دگرگشنی در گیاهان بستگی به واریته و یا نژاد گیاه، فصل رویش و زایش، سرعت و جهت باد و جامعه حشرات دارد. از گیاهان مهم خودگرده افشان میتوان به جو، گندم، لوبیا، ذرت خوشه اي (سورگوم)، نخود، کتان روغنی، کنف، عدس، برنج، سیب زمینی، پنبه، یولاف، ماش، کنجد، سویا، توتون، تریتیکاله و ماشک اشاره کرد. در پنبه و سورگوم از 5 تا 10 درصد دگرگشنی دیده میشود. از گیاهان مهم دگرگرده افشان میتوان به یونجه، مرغ، شبدر، کلم، هویج، ذرت، خردل، پیاز، شبدر شیرین، سیب زمینی شیرین، نیشکر، چغندر، آفتابگردان،کدو، گلرنگ و چاودار اشاره کرد.

ساختمان گل در نظام خودگشنی بسیار مؤثر است. خودگشنی در گیاهان خودگشن ممکن است به روشهاي زیر انجام گیرد.
ـ گلها ممکن است باز نشوند.
ـ گردهافشانی ممکن است قبل از باز شدن گل صورت گیرد.
ـ کلاله و پرچم ممکن است بعد از باز شدن گل در اندامهاي محافظتی پوشیده شده باشند.
ـ کلاله ممکن است بعد از باز شدن کیسه پرچم در استوانهاي که پرچمها را تشکیل دادهاند رشد نماید.

عواملی که باعث نظام دگرگشنی در گیاهان میشوند عبارتند از:

ـ ساختمان گل مانع خودگردهافشانی میشود
ـ زمان رسیدن گرده و کلاله متفاوت است
ـ خودعقیمی و خودناسازگاري
ـ گلهاي نر و ماده جدا روي یک پایه و یا روي دو پایه قرار دارند.
گردهافشانی و باروري: در میوز، سلولهاي مادر مگاسپور واقع در تخمدان مادگی و سلولهاي مادر میکروسپور واقع در پرچم شرکت دارند. تقسیم میوز در سلول 2n کروموزومی مادر مگاسپور (مگاسپورانژ) و مادر میکروسپور (میکروسپورنژ) تولید 4 مگاسپور و 4 میکروسپور هاپلوئید n کروموزومی میکند. میوز دو مرحلهاي است در مرحله اول سلول مادر مگاسپور یا میکروسپور به دو سلول تقسیم شده که هر کدام از آنها در مرحله بعد تقسیم شده تا در کل تولید چهار سلول n کروموزومی نماید. هر یک از دو مرحله اصلی به مراحل اینترفاز، پروفاز، متافاز، آنافاز و تلوفاز تقسیم میشود. میتوز تقسیم تعادلی نیز نامیده میشود زیرا دو سلول ایجاد شده به وسیله این فرآیند از نظر ژنتیکی مشابه با سلول مادري اولیه هستند.

تشکیل سلول جنسی و باروري

هر یک از چهار میکروسپور حاصل از میوز تبدیل به دانه گرده میشود. در هر میکروسپور تقسیم میتوزي دیگري براي تشکیل هسته زایشی و رویشی انجام میشود و هسته زایشی براي تولید سلول اسپرم دوباره به صورت میتوزي تقسیم میگردد. در این حالت پوسته گرده ضخیم میشود. انتقال دانه گرده را به سطح کلاله گردهافشانی یا Pollination میگویند. عامل انتقال در گیاهان مختلف متفاوت است، در ذرت، گیاهان علوفهاي خانواده گرامینه، چاودار و
چغندر قند گردهها توسط باد حمل میشوند و در گیاهان خانواده بقولات مثل یونجه و شبدر گرده توسط حشرات انتقال مییابد. دانه گرده روي سطح کلاله رشد میکند و هسته رویشی ایجاد لولهاي pollen tube میکند که از طریق خامه و سوراخ میکروپیل یا سفت وارد تخمدان میشود. هسته هاي زایشی همزمان با وارد شدن به داخل تخمدان در داخل آن رها میشوند.
در تخمدان سه عدد از چهار مگاسپور حاصل از تقسیم میوز سلول مادر مگاسپور از بین میروند. دورترین آنها نسبت به سوراخ میکروپیل تقسیم میتوزي انجام میدهد تا کیسه جنینی هشت هسته اي تشکیل گردد. گامت ماده یا تخم و دو هسته دیگر، هسته هاي سینرژید در نزدیک سوراخ میکروپیل یا سفت قرار دارند. سه هسته دیگر که به آنها هسته هاي متقاطر یا آنتی پودال Antipodal میگویند در قسمت دیگر کیسه جنینی قرار میگیرند و دو هسته دیگر که در مرکز کیسه جنینی قرار دارند به نام هسته هاي قطبی یا polar Nuclei شناخته میشوند. پس از رها شدن هسته هاي زایشی، یکی از آنها با تخم ترکیب و نطفه یا Zygote را تشکیل میدهد که به این مرحله Fertilization یا باروري گفته میشود. هسته زایشی دوم با دو هسته قطبی واقع در مرکز ترکیب شده و هسته اولیه آندوسپرم را تشکیل میدهد. ترکیب این سه هسته و ترکیب تخم با هسته زایشی اول را باروري دوگانه یا Fertilization Double میگویند. بافت آندوسپرم محل ذخیره نشاسته، روغن و یا پروتئین است که به مصرف
جوانه زنی و رشد اولیه جنین میرسد. در غلات قسمت اعظم بذر از آندوسپرم تشکیل شده است.