Что такое партенокарпия и ее использование в агрономии

01.12.2017

Завершающий этап развития большинства растений - это образование плодов, которые появляются, как правило, после оплодотворения генеративного органа (опыления цветка). Но иногда у некоторых культур можно наблюдать развитие плодов в результате партенокарпии (или апомиксиса).


Явление партенокарпии (греч. parthenos karpos - девственный плод) заключается в образовании плодов без опыления и часто встречается у многих культурных растений, главным образом у плодовых, цитрусовых и некоторых овощных культур (яблоня, груша, хурма, мандарин, апельсин, инжир, ананас, виноград, актинидия, крыжовник, банан, томат, огурцы, арбуз и др.). Плоды, образовавшиеся в результате партенокарпии, оличаются либо полным отсутствием самих семян, либо отсутствием в этих семенах зародышей. 


Известный немецкий ботаник Карл Фридрих фон Гертнер в 1788 году впервые дал описание партенокарпии как девственного (без опыления) образования бессеменных плодов у некоторых плодовых культур. В 1883 году швейцарский ученый Герман Мюллер (Тургау) открыл и описал это явление у винограда. А в 1890 году свои наблюдения партенокарпии у растений огурца обнародовал ведущий ботаник и агроном Америки Эдвард Льюис Стертевант. Название партенокарпия для подобного вида плодообразования было предложено в 1902 году немецким профессором ботаники Фрицем Ноллом.    


Виноград   

Партенокарпия может быть как естественной, так и искусственной. Естественнная партенокарпия происходит без какого-либо постороннего вмешательства, посредством исключительно генетических особенностей. В природе встречается более 100 видов растений, которым свойственна партенокарпия.    


Различают два вида естественной партенокарпии: вегетативную (или автономную) и стимулятивную (индуцированную). В первом случае процесс опыления полностью отсутствует, во втором причиной образования плода служит раздражение рыльца цветка своей или чужой пыльцой. Например, появление плодов на груше может быть вызвано попаданием на рыльца цветков пыльцы яблони, а пыльца томатов способствует партенокарпическому плодообразованию у баклажан. 


Огурцы


В агрономической практике часто применяют искуственную партенокарпию, для чего в начальной фазе цветения культур используют действие раздражителей (механическое, химическое, тепловое). Один из распаространенных способов - опрыскивание растений растворами биологически активных веществ. 


С точки зрения эволюции партенокарпия - это регрессивное явление, так как представляет собой один из типов стерильности. Отличительная особенность таких растений - возможность их размножения исключительно вегетативным способом.  Но хозяйственное значение партенокарпии довольно велико. Культивирование растений, для которых характерна эта особенность, позволяет выращивать бескосточковые арбузы, виноград, хурму, цитрусовые и другие плодово-ягодные культуры. К тому же, возможность обходиться без опыления при выращивании партенокарпических овощей и фруктов просто необходима в условиях использования теплиц, парников и других закрытых помещений, где нет опыляющих насекомых, особенно в условиях северных широт.


Огурцы


Одним из примеров подобной гибридизации являются огурцы. Самый первый регион разведения пантеокарпических огурцов - юго-восточная территория Китая, откуда они были завезены в Японию и Индию. В XVIII веке благодаря английским колонизаторам эти сорта огурцов из Индии попали на Британские острова, где уже в начале ХIХ столетия они стали повсеместно культивироваться в теплицах, а затем распространились на Европейской территории и, в конце ХIХ века, на территории Америки.  


Арбуз


Интересны также бескосточковые арбузы. Впервые такие плоды были получены селекционерами Японии. Затем бессеменные сорта арбузов приобрели широкую популярность в США, Израиле, Болгарии, России. Из гибридных бескосточковых арбузов пользуются спросом такие сорта как: Сорбет F1 (Италия), Бостон F1 (Голландия),  Ортал F1 (Израиль), Продюсер (США) и др. Интересны также бессеменные гибриды с желтой мякотью (Голден Тайгер F1, Лунный F1, Стаболит F1).


Очень необходима парнтенокарпия для плодоношения тех культур, у которых созревание мужских и женских цветков происходит неодновременно. Таким примером могут служить цитрусовые. В этих случаях подобная мутация (партенокарпия) поможет получить полноценный урожай бессеменных плодов без естественного опыления, путем искусственного нанесения пыльцы. 


Апельсин


Сегодня гибридные сорта пантеокарпических овощей выращивают и в тепличных условиях, и в открытом грунте. По сравнению с опыляемыми формами они обладают рядом преимуществ. Отличаются быстрым ростом и формированием завязи при длительном и непрерывном плодоношении, в результате чего дают стабильные высокие урожаи. Обладают высокими показателями лежкости при хранении и транспортировке.


В агрономии партенокарпия часто используется при выведении новых сортов, так как она способствует повышению плодообразования и урожайности культур, улучшению вкусовых качеств плодов (мясистость, сочность и пр.), а также усиливает сопротивляемость растений различным заболеваниям и вредителям и устойчивость к неблагоприятным климатическим факторам.