Пол растения. Условия формирования. Опыление. Генетика пола у растений. Хромосомный механизм определения пола. Влияние факторов среда на развитие признаков пола Определение пола у растений

Обратите внимание на более толстые, прочные стебли с меньшим количеством листьев, что характерно для мужских растений. По сравнению с женскими растениями той же разновидности, мужские, как правило, имеют более толстый стебель. Это объясняется тем, что они вырастают выше женских растений, и для поддержания веса им необходим более прочный стебель. Кроме того, на мужских растениях меньше листьев, чем на женских.

Регулярно осматривайте растения с июля до сентября, чтобы определить их пол. Если мужским растениям позволить выпускать пыльцу, это значительно снизит будущий урожай женских растений. Это вызвано тем, что после опыления женские растения расходуют свою энергию не на выработку ТГК, а на взращивание семян, что приводит к уменьшению сбора. Если вы выращиваете коноплю в помещении, то регулярно видите растения, и вам не составит труда проделать следующую проверку.

  • Осмотрите каждое растение с тем, чтобы определить, женское оно или мужское - единственное мужское растение способно испортить вам весь урожай.
  • Как правило, мужские растения проявляют свои половые признаки на 7-10 дней (в помещении) или на 3 недели (под открытым небом) раньше женских.
  • Найдите цветки на мужских растениях, осмотрев их узлы. Небольшие шаровидные образования в местах соединения веток с основным стеблем служат основным признаком мужских растений. Поскольку их цветки распространяют пыльцу, им необходимо выступать наружу.

    • Если вы пытаетесь получить новые растения или воспроизвести старые, не следует трогать эти образования.
    • У женских растений также есть подобные шаровидные бутоны, но на них имеются длинные полупрозрачные волоски. Если вы обнаружили всего лишь 1-2 таких шарика, подождите, пока их не появится больше, прежде чем срезать их.
  • Учтите, что встречаются растения-гермафродиты (обоих полов), и с ними следует обращаться как с мужскими растениями. Растения марихуаны могут иметь органы обоих полов. Если вы обнаружите явные бутоны мужских цветков, следует удалить их, как и на обычном мужском растении, иначе они выпустят пыльцу и испортят вам весь урожай.

    • Как правило, гермафродиты являются нежелательными растениями, которые способны испортить урожай, если не следить за ними.
  • Если вам не нужны семена, выбросьте мужские растения или переместите их в другое место. Когда вы выявите мужское растение, следует избавиться от него, иначе оно испортит вам урожай. Оборвите голой рукой бутоны. Будьте внимательны: если вы пропустите хотя бы несколько бутонов, это значительно ухудшит будущий сбор. Как правило, мужские растения просто выбрасывают, но некоторые оставляют их для разведения. Если вы решили оставить мужские растения, переместите их в другое помещение, чтобы пыльца не могла проникнуть в комнату с женскими растениями. Следите за тем, чтобы не перенести пыльцу на своих руках или одежде.

    При изобилии феминизированных семян на современном рынке гроверам всё реже приходится следить за половой принадлежностью своих растений. Наша статья адресуется тем, кто в теме не столь давно и может не знать, как определить пол марихуаны, различия между мужскими и женскими растениями каннабиса, какой пол марихуаны лучше и что делать с мужскими растениями.

    Мужские семена марихуаны и женские - почему важно?

    Для начала, в чём существенная разница мужского каннабиса от женских растений? Ответ прост – для курения подходят исключительно женские кусты, в марихуане мужского пола низкий уровень ТГК, КБД и прочих веществ.

    Почему мужские растения нужно удалять с плантации как можно скорее?

    Природу в первую очередь интересует размножение. Смолы и каннабиноиды продуцируются в кусте конопли только до опыления – после опыления все жизненные силы брошены на формирование семян. Неопылённая конопля называется сенсимильей. Для курения годится исключительно сенсимилья – т.е. неопылённое растение женского пола. Оплодотворённый каннабис содержит мало полезных веществ и не стремится больше их вырабатывать. Поэтому мужские растения убирать следует незамедлительно, пока не наступило цветение и пыльца не попала на все ваши женские кусты, лишив смысла дальнейший гров.

    Как выяснить пол каннабиса на ранней стадии?

    Немало людей вбивает в поиске запросы "определить пол конопли по семенам" или "семена женских растений марихуаны", "как отличить мужские семена от женских". Увы, сами семена лишены пола. Феминизированные ли они и надёжен ли поставляющий их сидбанк – на этом перечень вопросов к семечками исчерпан.

    Как точно определить пол марихуаны?

    Пол растения выясним лишь на предцвете. Итак, стопроцентный способ выяснить, какого пола марихуана – ориентироваться на следующие показатели:

    • рост, размер и скорость взросления;
    • срок появления предцветов;
    • вид предцветов.
    Предцветы – утолщения, появляющиеся на стебле на стыках с растущими из него ветвями (или между ветвями и растущими из них побегами) через 3-5 недель вегетативного периода.

    Надо заметить, что мужской каннабис на 1-3 недели быстрее созревает и растёт. Таким образом, если один куст раньше выпустил предцветы, и при этом на 10-15 см выше других, уже есть основания предположить его мужской пол.

    Возьмите лупу и приглядитесь к новообразованиям. Женские предцветы растут из самого стебля, вплотную к нему. Мужские – на небольшой ножке. Рост куста – не точный показатель, однако природой заложена большая высота мужских особей – чтобы пыльцу сдувало ветром на более низкорослые женские кусты.


    В ходе развития предцветы принимают более внятный вид – из женских половых признаков будут выглядывать небольшие волоски. Мужские органы волос не имеют, зато на них появляются мелкие стручки с пыльцой, формой напоминающие банановые грозди.


    Определение пола конопли по клону

    Существует не уступающий в надёжности способ, более актуальный для аутдора – с куста срезается клон и помещается под освещение 12/12, в течение 2 недель зацветает и показывает половые признаки. В аутдоре материнское растение дольше будет идти к цветению, чем освещаемый 12/12 клон, потому такой метод позволяет перестраховаться против ненужных расходов и усилий, если у вас плантация на открытом воздухе.

    Курить стафф из конопли мужского пола не имеет смысла, тем более из недозревшей. Просто аккуратно удалите опасные растения из вашей посадки, не задевая стручки с пыльцой (если уже есть). Можно мелко порубить мужчин, обжарить в масле и съесть – глубокий трип маловероятен, но ваша склонность улыбаться усилится на несколько часов:)


    Как избежать мужских семян?

    Сначала для этого стоит попытаться минимизировать стресс у растений до определения пола.

    Стараться поддерживать идеальные условия выращивания, периодически проверять температуру, влажность, полив, наличие болезней и насекомых. Убедиться в правильности дозировки применяемых удобрений.

    Подойти серьезно к выбору сорта, который хотим выращивать.

    Исследователи из Франции и Израиля установили, как взаимодействие трех генов определяет пол цветка. Модификации активностей этих генов приводят к появлению разных типов растений - гермафродитов с обоеполыми цветками, растений, на которых есть цветки мужского и женского пола, или же растений, все цветки которых однополые. Благодаря этим знаниям можно будет получать растения с цветками определенного пола.

    У цветков половые органы бывают двух типов: мужские - тычинки и женские - плодолистики . Тычинки вырабатывают пыльцу, а плодолистики образуют пестики цветков, из которых после оплодотворения пыльцой развиваются плоды. Большинство цветков обоеполые (гермафродитные) - у них есть и пестики, и тычинки. Примерно у 10% растений встречаются и однополые цветки, обладающие органами размножения только одного типа.

    На одном растении могут располагаться цветки обоих полов (к примеру, мужские цветки - ближе к основанию побегов, а женские - ближе к верхушке). Такие растения называются однодомными - все растения вида в этом случае одинаковые. Примеры однодомных растений: дуб, береза, огурец. Встречаются и двудомные растения - каждое растение в этом случае можно назвать либо мужским, либо женским, потому что на нем располагаются либо только цветки с тычинками, либо только с плодолистиками. Примеры двудомных растений: осина, тополь, облепиха. Среди растений с разнополыми цветками однодомных и двудомных примерно поровну.

    Однополые и гермафродитные цветки могут встречаться и у представителей одного вида. Например, бывают виды, у которых часть растений - гермафродиты, а часть - мужского пола. Однополые и гермафродитные цветки могут находиться и на одном растении. Не обошлось и без трехдомных растений, у которых бывают и «самцы», и «самки», и гермафродиты. Ботаников давно интересует, как сформировалось это богатство разделения полов у растений. Можно предложить несколько схем, по которым оно возникло.

    Двудомные растения могут произойти от однодомных в результате череды мутаций, изменивших соотношение цветков двух полов на одной особи. В то же время, двудомные растения могут возникать из гермафродитов, почему-то утративших органы определенного типа на всех цветках. Умозрительные схемы хотелось бы подтвердить расшифровкой взаимодействия генов, которые в конечном этапе определяют пол цветка. Зная структуру этой генетической сети, можно было бы понять, как мутации отдельных генов могут повлиять на пол цветков. Основываясь на этих соображениях, можно построить правдоподобную схему эволюционного становления разных типов разделения полов. Что еще интереснее, понимание схемы взаимодействия генов, определяющих пол цветка, позволит ученым управлять развитием цветков. Получить на одном растении больше цветков женского пола, к примеру, полезно, чтобы увеличить урожай плодов.

    Генетика цветковых растений уже накопила немало данных о механизмах, влияющих на пол цветка. Правда, о генетических причинах явления совсем ничего не понятно, и пока помогает изучение мутаций, возникших естественным путем. К примеру, уже было известно, что в отсутствие работы гена CmWIP1 у однодомных дынь все цветки растения становятся женскими. А работа гена CmACS-7 препятствует появлению тычинок на женских цветках - то есть мешает развитию гермафродитов из женских цветков. Тем не менее было непонятно, что заставляет эти гены работать (или не работать) в определенном наборе цветков, приводя к характерному для каждого вида разделению полов. Должен существовать какой-то регулятор (или система регуляторов), который запускает развитие цветков с определенными признаками.

    Исследователи из Франции и Израиля решили поискать недостающие фрагменты мозаики. Раз бывают мутации, из-за которых все цветки становятся женскими, наверняка должны быть генетические варианты с противоположным эффектом - то есть приводящие к развитию исключительно мужских цветков на обычно однодомном растении. Выяснилось, что такая мутация - дефект гена ACS11 - описана для огурцов, растений того же семейства Тыквенные , что и дыня. Ученые исследовали эту мутацию, приводящую к превращению всех цветков в мужские, и выяснили, что она приводит к преждевременной остановке синтеза важного фермента биосинтеза этилена . Оказалось, что можно «сломать» этот фермент и другими способами, и после того, как его активность резко снижалась, все цветки на растении становились мужскими. Чтобы собрать полную коллекцию генов, управляющих развитием цветков одного вида растения, ученые нашли ген, аналогичный тому, который они изучили у огурца, у дыни. Оказалось, что поломки кодируемого этим геном фермента и у дыни приводят к развитию только мужских цветков на обычно однодомных растениях.

    Ученые также исследовали, где конкретно должен работать новообнаруженный ген развития цветков по женскому типу, чтобы воздействовать на пол цветка. Оказалось, ген ACS11 должен быть активен в проводящих тканях - флоэме развивающегося бутона (рис. 1). Помимо женских цветков, ACS11 был активен и в цветах-гермафродитах, обладающих обоими типами половых органов.

    Все эти знания нужно было объединить в согласованную схему. Вот что получилось. Ген CmWIP1 подавляет развитие плодолистиков, а его отключение приводит к развитию женских цветков. Ген ACS11 приводит к развитию женских половых органов у женских цветков и цветков-гермафродитов. Поэтому ученые предположили, что ACS11 ингибирует активность CmWIP1. Действительно, оказалось, что CmWIP1 не работает там, где активен ACS11 , а «поломка» гена ACS11 ведет к возобновлению активности CmWIP1. Так ученые установили схему взаимодействия первых двух генов цепочки, ответственной за пол цветка. В ее начале располагается ген ACS11 , стимулирующий развитие плодолистиков (женских органов), подавляя активность следующего по цепочке гена - CmWIP1 . Активность CmWIP1 блокирует образование плодолистиков. Если ломается первый ген - ACS11 , - то цветки развиваются по мужскому типу, а если второй - CmWIP1 , - то по женскому.

    Что касается третьего гена системы, CmACS-7 , то про него было известно, что он блокирует развитие тычинок на женских цветках, то есть мешает появлению цветков-гермафродитов. Работа этого гена явно несовместима с активностью второго гена цепочки - CmWIP1, - способствующего развитию мужских цветков. Ученые предположили, что активность этого третьего гена подавляется во время работы второго. Общая схема определения пола цветка получилась следующей (рис. 2). В начале стоит ген ACS11 , активность которого приводит к отключению гена CmWIP1, способного снять блокировку с процесса развития тычинок, а также подавляющего развитие плодолистиков. Через блокировку второго гена, CmWIP1 , первый ген, ACS11 , приводит к развитию женских цветков. Гермафродитные цветки могут развиться, если ломается последний ген системы, CmACS-7 , подавляющий развитие тычинок. В норме он работает, если его не отключает CmWIP1 , то есть в женских цветках.

    Схема оказалась не слишком сложной, и, зная ее структуру, исследователям удалось создать у однодомных растений искусственную двудомность - то есть получить растения женского и мужского полов. Для этого они скрестили растения с дефектными аллелями ACS11 и CmWIP1 с растениями, гетерозиготными по гену CmWIP1 . Получилось, что у одной половины потомков был рабочий вариант гена CmWIP1 , а у другой его не было. При этом ни у одного из них не было рабочего варианта гена ACS11 , управляющего активностью CmWIP1 . Получилось, что у той половины потомков, которой достался рабочий вариант CmWIP1 , развились только мужские цветки, а у той, что не получила работоспособного варианта этого гена, цветки были только женскими.

    Зная, где именно в развивающемся бутоне должны быть активны гены, управляющие полом цветка, в будущем можно будет менять пол отдельных цветков растения, прицельно работая с генами определенных бутонов.

    Интересно, что растения, осваивающие новую среду обитания, могут и сами подстраивать свою половую систему под изменившиеся обстоятельства. Например, известно, что на Гавайских островах доля двудомных растений в несколько раз выше, чем в континентальной флоре. Ученые полагают, что история современной гавайской флоры началась с растений-гермафродитов, которые не обладали эффективными барьерами против самоопыления. Самоопыление можно рассматривать как пример близкородственного скрещивания, и, конечно, оно плохо сказывается на генетическом благосостоянии популяции. Нет хороших барьеров против самоопыления - приходится превращаться из гермафродитов в «самцов» и «самок». По-видимому, это и стимулирует переход к раздельнополому существованию от гермафродитизма, который в общем случае значительно упрощает растениям поиск полового партнера.

    Вопрос о формировании пола у растений относится к самым сложным и наименее изученным проблемам биологии развития растений. Вместе с тем, его изучение имеет непосредственное значение для разработки приемов повышения урожайности многих сельскохозяйственных культур, особенно у тех, которые образуют раздельнополые цветки.


    Определение пола у растений

    Под определением пола у растений понимается формирование признаков пола у клеток, органов или особей под воздействием как генетических факторов, так и условий внешней и внутренней среды. По наличию и степени развития генеративных органов цветки делят на обоеполые (гермафродитные) и однополые (раздельнополые). Последние бывают пестичными (женскими) или тычиночными (мужскими). Если на одном растении находятся цветки разных типов, то такие растения называют однодомными. Растения, имеющие на одних экземплярах пестичные цветки, а на других - тычиночные, называются двудомными. Интересно отметить, что только 4-5% видов растений двудомны. Представителями двудомных растений являются крапивные, хмель, облепиха, тополь, ива, щавель кислый, шпинат и др.

    Процесс формирования пола происходит у растений в разные периоды его развития и определяется в основном влиянием внешних условий. Дело в том, что в отличие от животных организмов процесс формирования пола у растений подвержен большим колебаниям. Под действием различных причин может происходить даже полное превращение одного пола в другой. Это связано с регуляторными процессами, обусловленными действием факторов внешней среды, и внутренними изменениями метаболического характера.

    Многочисленные факты свидетельствуют о влиянии на проявление признаков пола у растений таких внешних воздействий, как влажность почвы и воздуха, температура, спектральный состав света, условия минерального питания. Так, появлению женских цветков и формированию женских растений у двудомных видов способствуют низкие температуры, высокая влажность, хорошее азотное питание. Появлению мужских цветков - высокие температуры, низкая влажность, калийное питание. Определение пола зависит также от длины дня. Доказано, что короткий день приводит к появлению большего количества женских особей. Длинный световой день действует противоположным образом.


    Влияние фитогормонов на определение пола у растений

    Исследования, проведенные на двудомных растениях (крапивные) и на однодомных с раздельнополыми цветками (кукуруза, огурцы) показали роль фитогормонов в формировании пола растения. Основной парой фитогормонов, контролирующих проявление пола у растений, являются гиббереллины и цитокинины. Гиббереллины принимают участие в формировании признаков мужского пола, а цитокинины и ауксины - женских признаков.

    Уровень фитогормонов в растении определяется не только действием внешней среды, но и коррелятивными взаимосвязями между органами. Были проведены эксперименты по влиянию удаления части побегов или обрезки корней на формирование признаков пола. Удаление корней у крапивных способствовало увеличению числа мужских растений. Введение цитокинина в среду выращивания этих же растений приводило к образованию женских цветков. Предполагают, что цитокинины, образующиеся в корнях, передвигаясь в апекс (прим.: верхушка побега), включают программу, обусловливающую проявление женского пола, тогда как гиббереллины, образующиеся в листьях, включают программу, связанную с мужской сексуализацией. Однако если половая дифференцировка клеток уже началась, то воздействие фитогормонами не приведет к изменению направленности в формировании пола, предопределенного генетически. Развитие растений осуществляется по определенной генетической программе. Развертывание этой программы, в том числе проявление пола, старение и смерть организма, может в определенной мере контролироваться внешними условиями, через внутреннюю гормональную систему регуляции. Таким образом, развитие растений происходит при взаимодействии генетических потенций и факторов внешней среды.


    Опыление

    Процесс переноса пыльцы с пыльника (мужской цветок) на рыльце пестика (женский цветок) называется опылением.

    Однодомные растения имеют и мужские и женские цветки на одном растении. Например, кукуруза – мужские цветки собраны на верхушке метелкой, а женские - на стволе початками. Опыление у кукурузы происходит при помощи ветра.

    Томаты, баклажаны и многие зерновые культуры относятся к самоопыляемым растениям. Например, цветки томата имеют и пестики, и тычинки. Тычинки срослись так, что в большинстве случаев пестик оплодотворяется собственной пыльцой (факультативное самоопыление).

    Двудомные растения устроены так, что на мужских растениях имеются только мужские цветки с тычинками и пыльцой, а на женских – женские цветки с пестиками. Если перенос пыльцы осуществляется между цветками разных особей, такое опыление называется перекрестным. Перекрестное опыление обусловливает обмен генами, поддерживает высокий уровень генетического разнообразия популяций и создает широкое поле для естественного отбора. Для перекрестного опыления, как правило, требуется участие посредника – насекомого, животного, человека. Поэтому выращивая двудомные растения в условиях закрытого грунта, придется процесс опыления взять на себя.


    Искусственное опыление растений в условиях закрытого грунта

    Шаг 1. Сбор пыльцы

    Если вы разводите растения для себя, в небольших масштабах, то для получения семян будет достаточно пыльцы с одной веточки мужского растения. Во избежание случайного или преждевременного опыления изолируйте мужское растение как можно скорее при появлении на нем пыльника.

    Перед сбором пыльцы наденьте на ветку чистый пакет (бумажный или целлофановый). Перевяжите пакет так, чтобы он плотно прилегал к ветке, и пыльца не выпадала из него. Оставьте пакет в таком состоянии на нескольких дней. Перед снятием пакета, когда пыльцы будет собрано достаточно, легонько потрясите веточку, тогда все остатки пыльцы опадут в пакет. Аккуратно срежьте ветку и только после этого снимите пакет.

    Шаг 2. Хранение пыльцы

    Если опыление женских растений будет производиться не сразу, то пыльцу надо умело сохранить, т. к. в естественных условиях она хранится недолго. Ее легко уничтожить высокой температурой и влажностью. Но в морозилке пыльца может храниться несколько месяцев. Поэтому собранную пыльцу аккуратно достаем из пакета и высыпаем на бумагу. Для удаления растительных остатков можно просеять пыльцу через сито (под сито также кладется бумага). Затем предварительно стерилизованным скребком собираем пыльцу с бумаги, помещаем ее в стерильную емкость и убираем в морозилку.



    Шаг 3. Процесс опыления

    Если процесс опыления производится сразу после сбора пыльцы, то можно просто надеть пакет с пыльцой на женское растение и слегка потрясти. Для надежности результата можно оставить пакет на женском растении на сутки. Убедитесь, что при опылении нет сквозняков, и пыльца не рассыпалась. Если в оранжерее есть растения, не предназначенные для опыления – изолируйте их, либо проводите опыление в отдельном месте.

    ВАЖНО: перед каждой новой процедурой опыления делайте уборку там, где опыляете. Перед тем, как относить женские растения после оплодотворения обратно в оранжерею, обрызгайте их водичкой, чтобы смыть и уничтожить остатки пыльцы. Это позволит предотвратить опыление остальных растений.

    Если процесс опыление производится спустя какое-то время и пыльца хранилась в морозилке, то опылять придется вручную кисточкой. Для этого окунаем кисть в контейнер с пыльцой и аккуратно и легко на¬носим кистью пыльцу на пестики. Здесь следует быть внимательным: пыльца не должна случайно стряхнуться с кисточки. Данный способ всем хорош, однако семян в итоге получается не так много, как в первом случае.

    Несомненно, закрытый грунт имеет свои особенности и некоторые сложности воспроизводства условий окружающей среды для успешного развития растений. Но
    современный уровень науки и знаний позволяют получать отличные урожаи и даже вывести потомство в виде семян.