植物的無性生殖

 

植物的無性繁殖

種子植物除了行有性生殖產生種子以繁衍後代外,許多種類尚可利用根、莖、葉等器官進行植物的無性繁殖,無性繁殖方式乃利用植物細胞具備再分裂、分化的能力,而產生新的植物體。一般無性繁殖多採用植物的根、莖、葉等營養器官進行繁殖,因此亦稱之為營養繁殖(vegetative reproduction)。此種無性繁殖未經過細胞的減數分裂或染色體之複製、交換、分配,因此於遺傳性狀上應與原採取營養器官之植株完全相同,此種繁殖方法對部分結種子不易或形成種子數少者為一補救繁殖方式。如現今市面上之香蕉,無發育之種子,乃因其為三倍體,其染色體無法正常配對,因此不稔無法產生種子。落地生根則於自然狀態下,可自老葉葉緣分化小植株;而三倍體無子香蕉,僅能以其無性之吸芽加以繁殖。另對部分之果樹,為求其性狀之確保,避免有性生殖中所產生遺傳基因之重組,而影響其優良性狀的表現,則多採用營養器官之無性繁殖法。

一般而言,無性繁殖法可分為:

(1)分株法:自母株分植不定芽,生出之新個體,例如:馬鈴薯塊莖上的芽眼分割後,可進行繁殖;香蕉由莖基部分生之吸芽,亦可切離母本栽種成為一新植株。

(2)扦插法:自母體分離部分營養器官進行繁殖,依所採用之器官部位不同可分為葉插及枝插,「葉插」如:「非洲蓳」可以一單一分離,帶葉柄之葉片扦插於土壤中待其發根而成為新植株;「枝插」如:玫瑰、菊花,只需單一枝條扦插於土中即可生根,成活為一分離新個體。

(3)壓條:利用植株本身之養分供應,在枝條上做環狀刻傷使碳水化合物及植物荷爾蒙累積於傷口處,促新根之產生後自母株切離,即可形成一新植株,如玫瑰之高壓繁殖。

(4)嫁接:於親緣上具親合性之二品種,可以嫁接法使二品種融合為一植株,二品種之性狀表現將出現相互融合的現象。可用於蔬菜水果之品種改良。此外如仙人掌,為增加觀賞價值,並減少腐爛,則將具觀賞價值之仙人掌(接穗)(scion)嫁接於對教水分過多所造成之腐爛較據抗性之三角柱仙人掌(砧木)(stock)上。

(5)組織培養(tissue culture)及微體繁殖(micropropagation):乃利用植物細胞之全能性(totipotency):即單一之細胞均有可完整分化成根莖葉等構造,成為一完整植株的能力。於無菌狀態下,以蔗糖等碳水化合物為主要之能量供應,並添加其他殖物體生長所須之無機養分及調節植物生長之植物荷爾蒙,以液態或半液態(洋菜膠之添加)方式組成培養基。採取植物體之部分細胞或器官進行無菌狀態下進行培養,使長成一完整植株。目前已可成功的運用根、莖、葉、花、果、花粉、胚珠或植物體之任單一細胞進行培養而產生新植株,如:大部分之百合品種,其種子多於發育後期產生敗育現象,現今已可應用試管內無菌之胚培養(embryo culture)使胚得以繼續發育為完整植株。運用組織培養方式可克服部分利用有性或無性繁殖困難之植物種類,促其大量繁殖。組織培養方式,透過人為之養分,荷爾蒙及環境條件的控制,可於短期間內達大量繁植之目的。此外,利用生長點細胞之培養可或得無病毒(virus free)之植株,可改善部分受病毒嚴重為害植物種之健康種苗的生產。

此外,現今之生物技術,亦依據組織培養之原理,發展「生物反應器」以人為方式調控植物細胞之培養及植株器官之分化,並透過電腦之控制,以大量快速繁殖植物個體。或利用體細胞培養(somatic cell culture)產生之體胚(somatic embryo),加以似種皮之合成物質護背包裹包裹以生產「人工種子」,客服部分無法產生種子之值物種繁殖之瓶頸。