Unidad 7.- Reproducción asexual

1. UNIDAD 7

ESTRUCTURAS DE PROPAGACIÓN VEGETATIVA Y
DE REPRODUCCIÓN ASEXUAL

TIPOS DE APOMIXIS (AGAMOSPERMIA)

INCIDENCIA EN LAS ANGIOSPERMAS

2. Reproducción sexual
diferenciación sexual – división meiótica celular – alternancia de generaciones
esporofítica y gametofítica – singamia (fertilización)
o
t
o

Fertilización

3. Reproducción asexual


formación de propágulos vegetativos – división mitótica celular – alternancia de
sucesivas generaciones esporofíticas

o

formación de semillas sin procesos sexuales – división mitótica celular – con
alternancia de sucesivas generaciones esporofíticas o de generaciones esporofítica y
gametofítica – sin fusión de gametos
(no excluye un proceso sexual paralelo)


No existe meiosis  no hay recombinación genética  “no” hay variabilidad

4. Antes
Reproducción asexual o Apomixis

1) Reproducción vegetativa (involucra órganos vegetativos)
2) Agamospermia (formación de semillas sin fusión de gametos)


Ahora
Formas de multiplicación asexual

1) Propagación vegetativa (involucra órganos vegetativos*)
2) Apomixis = agamospermia (formación de semillas sin fusión de gametos)

5. PROPAGACIÓN VEGETATIVA


- Genéticamente equivalente a la apomixis (agamospermia)  formación de clones

- Involucra órganos vegetativos: modificaciones de tallo o de yemas axilares (estolones,
tubérculos, bulbos, cormos) u órganos reproductivos: modificaciones de flores

- Puede presentarse también junto con reproducción sexual

- Ampliamente distribuida entre las angiospermas, principalmente en formas herbáceas
perennes, poco común en formas leñosas

- Común en Poaceae y Cyperaceae

- Común en muchas plantas acuáticas (el agua es un medio más estable, mayor protección
para los propágulos vegetativos, menor eficiencia en la floración)

6. Órganos de
propagación vegetativa
Bulbilos
Flores
Estolón
Bulbilos
Tubérculo
Plántulas

7. http://home.howstuffworks.com/grass.htm

http://www.dkimages.com/discover/Home/Plants/Anatomy
-
and
-
Reproduction/Vegetative
-
Reproduction/Vegetative
-
Reproduction
-
01.html

http://www.dkimages.com/discover/Home/Plants/Anatomy
-
and
-
Reproduction/Vegetative
-
Reproduction/Vegetative
-
Reproduction
-
13.html

http://www.amaryllisbulbs.org/2007/1 1/vegetative
-
reproduction
-
of
-
amaryllis.html

http://davesgarden.com/guides/articles/view/199/

8. http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images.php3?img_id=17560

Lago Victoria (Sur Africa)

Eichornia crassipes (Pontederiaceae)

- Disminución de la biodiversidad
afectando actividades de pesca

- Bloqueo del transporte

- Bloqueo de las turbinas
hidroeléctricas

- Contaminación del agua
Neochetina bruchi
Neochetina eichhorniae

9. http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewIma ges/images.php3?img_id=16605

http://eriubrighid.blogspot.com/2 007_08_24_archive.html

Lago de Maracaibo

Lemna minor (Lemnaceae)

- Reproducción sexual pero gran reproducción
vegetativa (se duplica en un día)

- Uso de fertilizantes llevó a crecimiento
descontrolado

- Debería disminuir al disminuir la fuente de
nutrientes

- Uso como medio de cultivo o como fertilizante

10. VARIABILIDAD SOMÁTICA EN “CLONES” (GENET)

“Genet” originado de un cigoto con un genotipo único

Todos los “ramets” del “genet” producidos por mitosis  comparten el genotipo

Variabilidad genética dada por mutaciones somáticas durante el crecimiento vegetativo pero su
permanencia depende de: dónde ocurren – competencia con líneas celulares no mutantes

Línea celular mutante viable + características de crecimiento normal + originada temprano en el
desarrollo de un meristema  órgano (quimera genética)
(generalmente son no viables o no competitivas o no ocurren en un meristema)

Meristema floral  polen u óvulo  nuevos “genets”

Meristema de órganos de propagación vegetativa  nuevo “ramet” mutante

Más frecuentes en: “genets” con largos períodos de propagación vegetativa o en tallos de “ramets”
más jóvenes

11. DESVENTAJAS DE LA PROPAGACIÓN VEGETATIVA


La propagación vegetativa continua lleva a debilitamiento (cultivo vs. natural)
(reproducción sexual permite “recobrar” el vigor pero con el riesgo de perder la
característica agronómicamente importante)


Causas del debilitamiento:

- Incremento de la carga viral y reinfección  muerte de “ramets”

- Acumulación de mutaciones desventajosas  cuanto más viejo el “genet”
mayor número de mutaciones desventajosas (¿selección somática en contra
de mutaciones desventajosas?)

12. APOMIXIS (AGAMOSPERMIA)
(apo = sin y mixis = mezcla o unión)
(anfimixis = reproducción sexual)

- Formación de semillas sin fusión de gametos  Formación de un nuevo esporofito sin que medie
una fertilización (puede requerir polinización)
- Ocurre en el óvulo = anfimixis
- Progenie idéntica a la planta madre  fijación de un genotipo heterócigo (las plantas apomícticas
son altamente heterócigas  plantas autógamas)
- Variación en el momento de desarrollo de los procesos apomícticos y anfimícticos
- Variedades apomícticas poliploides – variedadades anfimícticas diploides
- Poliploidía no implica apomixis

diplosporia – aposporia – embrionía adventicia
(apomixis gametofítica – tipo apomeiótico) (apomixis esporofítica)

13. DIPLOSPORIA


Tipo gametofítico: hay alternancia de una generación esporofítica y una gametofítica  formación de
un saco embrionario  embrión

Célula arquesporial no reducida (falla en la meiosis)  saco embrionario no reducido

1) Nunca entra en meiosis 2) Fallas en la meiosis (apareamiento de los cromosomas)

Apomixis obligatoria porque involucra la célula que origina el saco embrionario

(puede ocurrir desarrollo sexual de semillas a partir de otro óvulo)

Desarrollo del embrión por partenogénesis (desarrollo de un gameto no fertilizado  esporofito)

- Rara – probablemente limitada a grupos con fallas en la producción de polen
http://www.plant.uoguelph.ca/research/biotech/haploid/partheno.htm
 

14. APOSPORIA


Tipo gametofítico: hay alternancia de una generación esporofítica y una gametofítica  formación de
un saco embrionario  embrión

Célula somática de la nucela (no reducida)  saco embrionario no reducido

Apomixis facultativa porque puede darse junto con la formación de un saco embrionario reducido 
no involucra la célula arquesporial de la nucela

(desarrollo del endosperma)

Generalmente sólo sobrevive uno de los embriones (sexual o asexual)

Desarrollo del embrión por partenogénesis (desarrollo de un gameto no fertilizado  esporofito)
http://www.plant.uoguelph.ca/research/biotech/haploid/partheno.htm
 

15. EMBRIONÍA ADVENTICIA


Tipo esporofítico: no hay alternancia de una generación esporofítica y una gametofítica  no hay
formación de un saco embrionario  embrión se forma de una célula somática del óvulo (nucelar o
tegumentaria)

Embrión asexual requiere nutrirse del endosperma  Ocurre en presencia de reproducción sexual
 fertilización en el saco embrionario reducido lleva a la formación de endosperma

Endosperma nutre:
embrión adventicio  embrión cigótico (competencia y desplazamiento)
ambos  poliembrionía

Apomixis facultativa

Ventaja del embrión sexual sobre los apomícticos (¿?)
Óvulo  Célula arquesporial  Saco embrionario  Embrión
 Meiosis Fertilización 
Embriogénesis somática

16. DESARROLLO DEL ENDOSPERMA

Muchas especies apomícticas requieren la formación de endosperma para la nutrición del embrión
no reducido = pseudogamia (si no hay fertilización: nucela o de los tegumentos) + partenogénesis

(En Asteraceae hay desarrollo autónomo del endosperma  sin fertilización)

Competencia por el endosperma entre los embriones


Plantas anfimícticas
2 genoma materno + 1 genoma paterno  desarrollo normal del endosperma  semilla viable


Planta apomícticas
Mayor variación en la relación de los genomas paterno y materno

Trypsacum dactyloides (Poaceae)
Endosperma: [2n (4x) + 2n (4x)] + 1n (2x)
4 materno : 1 paterno 

Pennisetum spp. (Poaceae)
Saco embrionario tetranucleado (un solo núcleo polar)
Endosperma: 2n (4x) + 1n (2x)
2 materno : 1 paterno 

17. REPRODUCCIÓN SEXUAL
Embrión (2n)
Célula madre de las macrospora (2n)
Macrospora (n)
Saco embrionario (n)
Ovocélula (n)
Cigoto (2n) + endosperma (3n)
Tejido ovular somático (2n)
R!
DF
Gametos
masculinos
(n)
REPRODUCCIÓN APOMÍCTICA (ASEXUAL)
Apomixis gametofítica
Embrionía adventicia
(células somáticas
forman embriones
directamente)
Diplosporia
(falla en la
reducción)
Aposporia
(una célula
somática
actúa como
espora)
Espora (2n)
Saco embrionario (2n)
Ovocélula (2n)
Sinérgidas y
antípodas (2n)
Embrión (2n) P
A
(Partenogénesis) (Apogamia)

18. Ventajas de la apomixis y de la propagación vegetativa


Permanencia en ambientes estables (se mantiene el genotipo adaptado)

Reducción de los costos de reproducción (atracción de polinizadores*)

Ventajas de la formación de semillas (dispersabilidad y latencia) (apomixis)



Es poco lo que se conoce sobre la regulación genética de la apomixis (métodos
genéticos, moleculares y citológicos)

19. Reproducción sexual + reproducción asexual  máxima versatilidad

Reproducción sexual  nuevas combinaciones genéticas (nuevos fenotipos)
(flexibilidad evolutiva)

Reproducción asexual  genotipos adaptados a las condiciones ecológicas (adaptabilidad
inmediata) (en agricultura: genotipos “élite”)

(entrecruzamiento desfavorable)


Balance entre ellas dado por el ambiente – Polinizadores forman parte del ambiente



DISTRIBUCIÓN EN LAS ANGIOPERMAS

Apomixis esporofítica y gametofítica - monocotiledóneas como en dicotiledóneas  se originó
muchas veces entre las angiospermas (40 familias – 300 especies)

Poaceae – Asteraceae – Rosaceae – Citrus spp.  muchos cultivos (¿muy estudiadas?)

Solanaceae  muchos cultivos

Esporofítica o gametofìtica – diplosporia o aposporia  en una sola familia

20. PARTENOCARPIA


Formación de frutos sin semillas (inducido con hormonas)

(semillas en formación producen estímulo hormonal para el desarrollo del fruto)
(pueden necesitar el estímulo de la polinización)
Tomate
Mutantes partenocárpicos
Independencia de la polinización
Cambur
Desarrollan una masa de pulpa
comestible sin la polinización,
los óvulos se atrofian pronto;
procesos de esterilidad
Cítricos
Mutaciones espontáneas