Vad är Apomixis inom botanik?

Apomixis är en term som ofta används med blommande växter för att indikera att de har förökat sig asexuellt genom frön. Växterna som växer från dessa frön är identiska med moderväxten. Detta är till stor nytta för fröproduktion och växtförädling. Över 400 växtarter producerar apomikiska frön, inklusive maskrosor och björnbär.
Fakultativ apomixis indikerar situationen där apomixis inträffar en del av tiden, men sexuell fortplantning kan fortfarande ske. Detta kan vara mycket fördelaktigt evolutionärt. Till exempel producerar Kentucky bluegrass med jämna mellanrum nya stammar genom sexuell reproduktion. De bästa av dem förökas genom apomixis, och växten har många stammar som är väl anpassade till lokala regioner.

Arktiska växter har stor nytta av apomiktisk reproduktion. De extrema förhållandena där gör pollinering av insekter svår, så det är svårt att överföra genetiskt material från växt till växt. Med tanke på de svåra förhållandena kan växterna ha nytta av att ha några fler mycket specialiserade stammar än från de ständigt utvecklande populationerna som skulle uppstå vid sexuell reproduktion.

Det finns ett stort intresse för att lära sig att genetiskt manipulera apomiktiska växter av jordbruksskäl. Det finns dock tekniska svårigheter att göra det. Växter som är apomikiska uppvisar ofta polyploidi, vilket innebär att de har mer än två kopior av sina kromosomer. Detta kan göra genöverföring svårt.

En fördel med att använda apomikiskt utsäde skulle vara att småbönder skulle kunna producera sina egna frön av elitsorter. Virussjukdomar kan spridas genom vegetativt förökade växter, och detta kan minimeras genom kloning med frökulturer. Man skulle också kunna dra fördel av lokalt anpassade sorter som är resistenta mot extrema klimatförhållanden eller patogener.

Det finns två huvudformer av apomixis. Den första involverar gametofyten, som är växtens reproduktiva haploida flercelliga struktur. Att vara haploid betyder att den bara innehåller en uppsättning kromosomer. Gametofyten producerar könsceller – mogna reproduktionsceller som normalt skulle förenas med en annan av det motsatta könet för att genomgå sexuell reproduktion. Vid gametofytisk apomixis ger dock en obefruktad äggcell upphov till ett embryo. Detta liknar partenogenes hos djur, vilket är reproduktion hos honor, utan kön.

Den andra formen är känd som sporofytisk apomixis. I detta fall bildas embryona som knoppar direkt från integumentvävnad. Detta är en del av ägglossets inre vävnad, strukturen som håller embryosäcken. Embryosäcken fortsätter med sin utveckling, medan det sporofytiska embryot kommer att gå vidare för att bilda apomikiska frön. Denna process är också känd som oavsiktligt embryon. Bortsett från att det är vanligt förekommande i citrusväxter, är sporofytisk apomixis en sällsynt process i högre växter.