Детермінація статі

Під детермінацією (визначенням) статі у рослин розуміють формування клітин, органів або особин певної статі в залежності від генетичних факторів, локалізованих у хромосомах (генетичне визначення статі), і від умов внутрішнього та зовнішнього середовища (фенотипічне визначення статі).

Квіти, як орган статевого розмноження, можуть бути двостатевими чи роздільностатевими. Вони формуються на одних і тих же (однодомні – огірок, кукурудза, дуб, ліщина, береза) чи на різних (дводомні) рослинах. Дводомних рослин мало (коноплі, хміль, тополя, верба, обліпиха, шовковиця, осика). У деяких дводомних видів у клітинах виявлені статеві хромосоми типу ХХ чи ХY (деякі мохи, елодея, дрейома).

Однак гени, що детермінують стать, локалізуються і в аутосомах. Особливо це стосується рослин, у яких спеціалізованих статевих хромосом немає. Гени, які визначають стать, відіграють важливу роль, дозволяючи клітинам по-різному реагувати на дію факторів внутрішнього і зовнішнього середовища. На відміну від тварин, процес формування статі в ході онтогенезу рослин може сильно змінюватися в залежності від умов аж до перетворення однієї статі в іншу.

Виявлення статі у рослин залежить від таких факторів зовнішнього середовища, як тривалість дня, інтенсивність і спектральний склад світла, температура, склад оточуючого повітря, мінеральне живлення.

Так, добре азотне живлення призводить до більш вираженої жіночої сексуалізації дводомних рослин, а калій сприяє розвитку чоловічих екземплярів. Висока вологість ґрунту і атмосфери сприяє диференціації жіночих квітів і формуванню жіночих рослин у дводомних видів. Дія етилену та монооксиду вуглецю призводить до значного збільшення кількості маточкових квітів. Низькі температури сприяють появі жіночої статі, високі – викликають протилежний ефект.

Значною мірою впливають на сексуалізацію рослин світлові умови, що частково пов’язано з явищами фотоперіодизму. У КДР короткий день або зменшення інтенсивності світла викликає швидкий репродуктивний розвиток і значніше виявлення жіночої статі. Наприклад, кукурудза в теплиці в осінньо-зимовий період дає стовідсотковий розвиток жіночих суцвіть на місці чоловічих волотей. На диференціацію статі має вплив і спектральний склад світла. Короткохвильове світло посилює виявлення жіночих ознак, а довгохвильове - гальмує цей процес.

Регуляція статі у різностатевих рослин контролюється фітохромною системою і пов’язана з кількістю та активністю фітогормонів. Дослідження впливу фітогормонів і ретардантів на сексуалізацію дають можливість зробити висновок про роль гіберелінів як гормонів, що посилюють маскулінізацію (чоловічу сексуалізацію) і про роль цитокінінів, а також ауксину і етилену як фітогормонів, що посилюють фемінізацію рослин.

У зв’язку з вивченням ролі фітогормонів для виявлення статі необхідно наголосити на значенні в цьому процесі органів, що їх синтезують. Доведено, що корені впливають на сексуалізацію рослин як органи, які синтезують цитокініни, а листки – як органи, які синтезують гібереліни. Тепер стає зрозуміло, чому видалення коренів у одно- та дводомних рослин сприяє посиленню чоловічої сексуалізації; а також – чому чоловічі екземпляри тополі при щорічному підрізанні крон (зменшення маси листя) перетворюються в дерева з жіночою сексуалізацією (і утворюють велику кількість тополиного пуху).

Механізм дії фітогормонів на сексуалізацію пов’язаний із змінами активності генного апарату, про що свідчать досліди щодо вивчення впливу інгібіторів синтезу нуклеїнових кислот і білків на виявлення статі у рослин.

Таким чином, визначення статі у покритонасінних рослин – це поява стану готовності до формування органів квітки, а то й особин рослин певної статі. Цей процес регулюється генетичною, гормональною системами та умовами довкілля.