Proces určování pohlaví rostlinek je možný od třetího týdne vývoje háje. V tomto materiálu podrobně zvážíme všechny nejzřejmější způsoby zaznamenávání potřebných informací.
Je možné zjistit pohlaví mladé rostliny konopí?
Co se nazývá “předbarvy”? Ve skutečnosti mluvíme o malých verzích budoucích zralých květenství, která se objevují během vegetativní růstové fáze.
Začínající pěstitelé konopí se často mylně domnívají, že je nemožné určit pohlaví keře, dokud se rostlina plně nezbarví. Pouhé 3-4 týdny po vzejití sazenic již můžete vidět mužské vlastnosti a doslova po 2-3 týdnech ženské.
Tento drobný vaječník vám již umožní určit pohlaví budoucí rostliny.
Proč je to nutné
Hlavním důvodem těchto akcí je přirozeně touha pěstitele konopí předem zjistit pohlaví rostliny, aby se z háje rychle odstranili samci a zabránilo se opylení s následnou tvorbou semen. Pyl samčích rostlin by za žádných okolností neměl dopadat na šištice samičích rostlin za účelem produkce sensimilla.
Jasná ukázka rozdílu mezi samčími (vlevo) a samičími (vpravo) výhonky.
Náklady na chybu
I když předpokládáme, že jste se při určování pohlaví spletli, můžete v budoucnu vždy soustředit svou pozornost na určité rostliny a přesně zjistit, které keře by měly být odstraněny před přechodem na barvu.
Alternativy
Pokud je přesto určení pohlaví skutečně mimořádně důležité, lze provést chemické testy listu. Ano, není to levné, ale cena každým rokem klesá. Na testování stačí vzít malé množství rostlinného pletiva, které výhonu nijak neublíží.
Test pro sazenice staré 1-3 týdny je založen na polymerázové řetězové reakci. Kromě toho můžete testovat účinnost. To však bude vyžadovat jiné chromatografické zařízení. Čím později je materiál shromážděn, tím vyšší je přesnost testování.
Pro ty z nás, kteří jsme zvyklí určovat podle oka
Pamatujte, že je nemožné určit pohlaví budoucích rostlin pomocí výsevu! Pokud někdo tvrdí opak, víte, že se jedná o amatéra nebo podvodníka. Jedinou výjimkou jsou feminizovaná semena. Ale v tomto článku uvažujeme o pravidelných kmenech, kde je pravděpodobnost vzniku ženských a mužských jedinců přibližně stejná.
Drobné napodobeniny dospělých květenství zvané “předkvěty” se tvoří v horních částech rostliny, blíže ke zdrojům světla, ale někdy budete muset pracně prozkoumat celou rostlinu, než se vám to podaří a na náhodné větvi najdete předkvět někde pod keřem.
Přestože se na první pohled zdá, že předkvět je u všech rostlin stejný, při bližším zkoumání uvidíte skutečný rozdíl. Podívejte se na fotografii výše. Je tam znatelný rozdíl?
Zatímco obecné tvary samčích a samičích předkvětů jsou zřejmé, pokud budete pokračovat v prohlížení fotografií níže, uvidíte, že existuje mnoho variací od kmene k kmeni.
Samčí předkvěty
Při pozorném prozkoumání samčích předkvětů si všimnete jejich rýčovitého tvaru, připomínajícího standardní hrací kartu, jen přirozeně kompaktnější velikosti. Nejčastěji samci umožňují určit pohlaví o něco dříve než samice, ale existují výjimky.
Tato samčí rostlina je stará pouhé tři týdny. Všimněte si, jak malý je předkvět ve srovnání s palcem! Často není jasné, o jaké pohlaví se jedná, když je předkvět tak malý (pokud nemáte bohaté zkušenosti). Proto, pokud si nejste jisti, měli byste pro každý případ počkat a uvidíte, jak se rostlina vyvíjí.
Makro fotografie samčího předkvětu na mladé rostlině konopí
Samčí předkvěty jsou nezralé pylové váčky. Když rostlina začne kvést, vyrostou do shluků, které téměř vypadají jako hrozny. Někdy (i když ne vždy) se palisty na samčích rostlinách zdají být více “listnaté” a méně “špičaté” než palisty na samičích rostlinách (palety jsou zelené, chlupovité výrůstky, vedle kterých se objevují předkvěty). Toto je však pouze obecný faktor a měl by být použit ve spojení s ostatními k určení, zda je rostlina samčí. Určitě existují samčí rostliny se špičatými palisty a naopak, ale to je takový obecný rozdíl.
Stejně jako výše zmíněná samčí rostlina někdy získáte téměř něco, co vypadá jako dva drobné lístky, které „rozkvetou“ do pylového váčku před květem. Na výše uvedeném obrázku je pylový váček stále většinou skrytý, zatímco na dalším obrázku se drobné výrůstky otevřely a zcela odkryly pylový váček. To může být matoucí, protože tyto extra výrůstky se neobjevují na všech rostlinách a nejsou předkvětem nebo palisty.
Pokud uvidíte několik pylových váčků a bílých pestíků, můžete si být jisti, že se jedná o samčí rostlinu.
I když tato rostlina byla nakonec samčí, její palisty jsou dlouhé, špičaté a zkřížené, jak je tomu obvykle u samičí rostliny. To je důvod, proč musíte potvrdit pohlaví pomocí předběžných květin a nespoléhat se pouze na jeden faktor!
Někdy vypadají pylové váčky na začátku růstu trochu nezvykle, ale je to samčí rostlina, když vidíte několik květů bez pestíků naskládaných na sobě jako hrozny.
Pokud si následující obrázek zvětšíte (stačí na něj kliknout a přiblížit), uvidíte na listech rozeseté pylové váčky.
Příklad samčí rostliny konopí, která po několika týdnech dosáhla fáze květu – podívejte se na všechny ty pylové váčky!
Příklad samčí rostliny marihuany, která šíří pyl na blízký list. Pro ty, kteří nikdy neviděli samčí rostlinu konopí, se objevuje v celé své kráse a plné nádheře.
Možná teď, když víte, jak vypadají samčí předkvěty, je čas zjistit, jak vypadají samičí předkvěty.
Ženské předběžné květy
Samičí předkvěty bývají delší a užší než samčí květy. Poznámka! Někdy mohou mít silné dno (základnu). Také jim obvykle (i když ne vždy) trčí z vrchu pár bílých chloupků (pistil). Někdy trvá pár dní navíc, než se pestíky objeví, takže nedělejte ukvapené závěry a sledujte drobné útvary.
Úžasný příklad zblízka. Zde je samičí květenství vytvořené na vyvíjející se rostlině marihuany. ukazuje tenký, špičatý kalich a dva bílé chlupy (pestíky). Tenké bílé pestíky jsou jistým znamením, že se díváte na samičí květenství.
Na fotce výše z předkvětu zpočátku nevyčnívá pestík, ale tvar vám pomůže pochopit, že se jedná o samičí rostlinu. Pokud si po zpozorování předkvětu nejste jisti pohlavím, je dobré určitou dobu počkat a hlídat, jen počkat, až se objeví bělavé chloupky (což znamená, že se určitě jedná o samičku).
Samičí „kalich“ v konopí lze velmi snadno zaměnit s pylovým váčkem, protože na něm ještě nezačaly růst pestíky (chlupy). Nejviditelnější a snadno dostupný významný rozdíl je v tom, že samičí předkvěty bývají ostřejší než samčí předkvěty.
Na nějakou dobu se palisty (zelené, chlupovité výrůstky poblíž místa, kde se objevují květy) překrývají na samičích rostlinách. To se samozřejmě nestává vždy, jak můžete vidět na fotografiích samičích předkvětů v našem materiálu. Pokud se samičí květenství vyvíjejí, ne-li chaoticky, pak téměř jakýmkoli směrem, samčí rostliny zřídka mají palisty křížící se navzájem. Ačkoli tedy zkřížené palisty nelze definitivně použít jako prostředek k identifikaci samičích rostlin, může to být dobrý vodítko, které vám pomůže, když si nejste jisti. Například následující samice divokého květu nemá pestík, ale dlouhý, štíhlý tvar v kombinaci se zkříženými palisty pomáhá identifikovat rostlinu jako „dívku“. Pokud máte pochybnosti, počkejte týden a vraťte se k tomuto problému znovu!
Tato půvabná rostlina má dlouhý tenký kalich a zkřížené palisty, což jsou typické znaky samičí rostliny.
Jeden samičí předkvět bez pestíku. Dlouhý úzký tvar je jediná věc, která potvrzuje pohlaví, dokud se nezačnou objevovat charakteristické chloupky.
Samičí kalich konopí bez bílého pestíku. S největší pravděpodobností se jedná o samičí předkvět, i když do doby, než se objeví chloupky, je to docela těžké poznat.
Superzvětšená makrofotografie květenství samice marihuany (předkvětová varianta).
To je zajímavé! Věděli jste, že předkvěty jsou to, co drží semena, zatímco je vaše rostlina opylována? Jakmile se pyl dotkne bílých pestíků, pyl se dostane dovnitř a začne se tvořit semeno!
Pohlavní variace u rostlin konopí
Jak zvýšit procento samičích rostlin při pěstování konopí z běžných semínek?
Ve skutečnosti se vědci dodnes nemohou s konečnou platností rozhodnout, co přesně vede k tomu, že některé rostliny tvoří jednu sexuální charakteristiku a jiné – odlišné po vyklíčení. Identifikovali jsme několik faktorů, které předpovídají celkovou pravděpodobnost výskytu samčích/samičích rostlin (například feminizovaná semena vždy produkují samičí rostliny, bez ohledu na to, co). S jistotou můžeme říci jen to, že se zjevně může v rostlinách konopí v počátečních fázích vývoje měnit.
Určité podmínky, jako je nadměrné teplo, stres, abnormální světelné periody a problémy s živinami, mohou způsobit, že vyšší procento rostlin produkuje samčí poupata.
Pravidelnými semeny můžete zvýšit procento samičích rostlin pouze během prvních týdnů života. Zvláštní péče o mladé sazenice konopí vám může pomoci zvýšit počet „dívek“. To je nemožné bez spolupráce s Grove.
Na druhou stranu, následující faktory mohou zvýšit poměr samičích rostlin k běžným semenům:
- Zdravá matka – pěstujte semena pouze ze silné, zdravé mateřské rostliny, která nikdy nevykazovala žádné známky virových onemocnění nebo samčích pylových váčků (semena s větší pravděpodobností produkují pylové váčky, pokud měla mateřská rostlina obtížnou počáteční vývojovou fázi nebo hermózu v fáze květu).
- Chladné teploty – Poskytněte sazenicím mírně chladné teploty (18-24 stupňů Celsia ve dne i v noci) a vyhněte se nadměrnému teplu.
- Vysoká vlhkost (50-70% relativní vlhkost).
- Krátké (ale ne příliš krátké) dny. Udržujte konzistentní denní a noční období bez přerušení světla v noci. Denní doba by měla být 14–18 hodin (mezi 14. 10. a 18. 6.) během prvních několika týdnů.
- Modré světlo. Semena vždy začněte klíčit pod vegetativním světlem (něco s hodně modrým, jako halogenid kovu nebo 6500k CFL/T5/fluorescenční).
- Vyhněte se nedostatku živin – Ujistěte se, že poskytujete dostatek dusíku a nedovolte, aby sazenice měly nedostatek živin nebo jiné typy podvýživy.
- Vyhněte se stresu, zejména horku nebo mírnému stresu během prvních několika týdnů.
- Veselé kořeny – vyhněte se přemokření.
Když je rostlina konopí stará asi tři týdny, její pohlaví je téměř úplně určeno a lze jej určit vizuální kontrolou nebo chemickým testem na listech.
Bohužel, protože různé podmínky prostředí během první části života mohou změnit pohlaví, nemůžete s konečnou platností určit, zda je rostlina samičí pouhým zkoumáním semen.
Řekněme například, že si vezmete klon sazenice po dobu až tří týdnů. Možná bude jeden klon mužský a druhý klon žena. Pokud však vezmete klon po třetím týdnu, jejich pohlaví se bude vždy shodovat. To je další důkaz, že v některých případech může prostředí ovlivnit pohlaví rostliny.
Vědci z Francie a Izraele zjistili, jak interakce tří genů určuje pohlaví květiny. Modifikace v činnosti těchto genů vedou ke vzniku různých druhů rostlin – hermafroditů s oboupohlavnými květy, rostlin se samčími a samičími květy nebo rostlin se všemi jednopohlavnými květy. Díky těmto znalostem bude možné získat rostliny s květy určitého pohlaví.
Květy mají dva typy rozmnožovacích orgánů: samčí – tyčinky a samičí – plodolisty. Tyčinky produkují pyl a plodolisty tvoří pestíky květů, které se po oplodnění pylem vyvinou v plody. Většina květů je oboupohlavných (hermafroditních) – mají pestíky i tyčinky. Asi 10 % rostlin má také květy jednopohlavné, které mají rozmnožovací orgány pouze jednoho typu.
Květy obou pohlaví mohou být umístěny na stejné rostlině (například samčí květy jsou blíže k základně výhonků a samičí květy jsou blíže vrcholu). Takové rostliny se nazývají jednodomé – všechny rostliny druhu jsou v tomto případě stejné. Příklady jednodomých rostlin: dub, bříza, okurka. Existují i rostliny dvoudomé – každá rostlina se v tomto případě může nazývat buď samčí nebo samičí, protože nese buď pouze květy s tyčinkami, nebo pouze s plodolisty. Příklady dvoudomých rostlin: osika, topol, rakytník. Mezi rostlinami s heterosexuálními květy je přibližně stejný počet květů jednodomých a dvoudomých.
U zástupců stejného druhu se mohou vyskytovat i květy jednopohlavné a hermafroditní. Například existují druhy, ve kterých jsou některé rostliny hermafroditi a některé samčí. Na stejné rostlině lze nalézt jednopohlavné a hermafroditní květy. Existují také třípokojové rostliny, které mají „samce“ i „samice“, a hermafrodité. Botanici se dlouho zajímali o to, jak toto bohatství pohlavních dělení u rostlin vzniklo. Můžeme navrhnout několik schémat, podle kterých to vzniklo.
Dvoudomé rostliny mohou vzniknout z jednodomých rostlin v důsledku řady mutací, které mění poměr květů dvou pohlaví na jednom jedinci. Z hermafroditů přitom mohou vznikat dvoudomé rostliny, které z nějakého důvodu ztratily orgány určitého typu na všech květech. Rád bych potvrdil spekulativní schémata rozluštěním interakce genů, které nakonec určují pohlaví květu. Díky znalosti struktury této genetické sítě by bylo možné pochopit, jak mohou mutace v jednotlivých genech ovlivnit pohlaví květů. Na základě těchto úvah je možné sestavit věrohodné schéma pro evoluční formování různých typů genderového dělení. Ještě zajímavější je, že pochopení vzorců interakce genů, které určují pohlaví květů, umožní vědcům řídit vývoj květů. Získání více samičích květů na jedné rostlině je například užitečné pro zvýšení výnosu ovoce.
Genetika kvetoucích rostlin již nashromáždila mnoho údajů o mechanismech ovlivňujících pohlaví květiny. Pravda, o genetických příčinách jevu není jasné vůbec nic a zatím pomáhá studium mutací, které přirozeně vznikly. Například již bylo známo, že při absenci funkce genu CmWIP1 u jednodomých melounů se všechny květy rostliny stávají samičími. A práce gen CmACS-7 zabraňuje výskytu tyčinek na samičích květech – to znamená, že narušuje vývoj hermafroditů ze samičích květů. Nebylo však jasné, co způsobilo, že tyto geny fungovaly (nebo nefungovaly) v konkrétní sadě květin, což vedlo k oddělení pohlaví, které je charakteristické pro každý druh. Musí existovat nějaký druh regulátoru (nebo systému regulátorů), který spouští vývoj květin s určitými vlastnostmi.
Badatelé z Francie a Izraele se rozhodli chybějící kousky mozaiky hledat. Pokud existují mutace, které způsobí, že se všechny květy stanou samičími, jistě musí existovat genetické varianty s opačným účinkem – tedy vedoucí k vývoji výhradně samčích květů na normálně jednodomé rostlině. Ukázalo se, že taková mutace je genový defekt ACS11— popsané pro okurky, rostliny stejné čeledi Cucurbitaceae jako meloun. Vědci zkoumali tuto mutaci, která vede k přeměně všech květin na samčí, a zjistili, že vede k předčasnému zastavení syntézy důležitého enzymu pro biosyntézu ethylenu. Ukázalo se, že tento enzym lze „rozbít“ i jinými způsoby a poté, co jeho aktivita prudce poklesla, všechny květy na rostlině se staly samčími. Aby vědci sestavili kompletní sbírku genů, které řídí vývoj květů jednoho rostlinného druhu, našli gen podobný tomu, který studovali u okurky v melounu. Ukázalo se, že selhání enzymu kódovaného tímto genem v melounu vedou také k vývoji pouze samčích květů na obvykle jednodomých rostlinách.
Vědci také zkoumali, kde přesně musí nově objevený gen pro vývoj samičích květů působit, aby ovlivnil pohlaví květu. Ukázalo se, že gen ACS11 musí být aktivní ve vodivých pletivech – floém vyvíjejícího se pupenu (obr. 1). Kromě samičích květů ACS11 byl také aktivní v květech hermafroditů, které mají oba typy reprodukčních orgánů.
Obr. 1. Genová aktivita ACS11 v pletivech samičího poupěte okurky. Oblasti genové aktivity jsou barevné tmavě fialová. Xy – xylem, EPh – vnější floém, IPh – vnitřní floém. Délky dílků stupnice: C, D – 200 mikronů, F – 15 mikronů. Obrázky z článku diskutovaného v Věda
Všechny tyto znalosti bylo nutné spojit do uceleného schématu. Tohle se stalo. Gen CmWIP1 potlačuje vývoj plodolistů a jeho odstavení vede k rozvoji samičích květů. Gen ACS11 vede k vývoji ženských pohlavních orgánů u samičích květů a hermafroditních květů. Proto vědci předpokládali, že ACS11 inhibuje aktivitu CmWIP1. Ve skutečnosti se to ukázalo CmWIP1 nefunguje tam, kde je aktivní ACS11a „zhroucení“ genu ACS11 vede k obnovení činnosti CmWIP1. Vědci tedy stanovili vzorec interakce prvních dvou genů řetězce odpovědných za pohlaví květu. Na jeho počátku stojí gen ACS11, stimulace vývoje plodolistů (ženských orgánů), potlačení aktivity dalšího genu v řetězci – CmWIP1. Aktivita CmWIP1 blokuje tvorbu plodolistů. Pokud se první gen rozpadne – ACS11, – pak se květy vyvinou podle mužského typu, a pokud druhý – CmWIP1, – něco ženského.
Pokud jde o třetí gen systému, CmACS-7, pak se o něm vědělo, že blokuje vývoj tyčinek na samičích květech, tedy zabraňuje vzniku květů hermafroditů. Práce tohoto genu je zjevně neslučitelná s aktivitou druhého genu v řetězci – CmWIP1, – podpora rozvoje samčích květů. Vědci navrhli, že aktivita tohoto třetího genu je potlačena během operace druhého. Obecné schéma určení pohlaví květu je následující (obr. 2). Na začátku je gen ACS11, jehož aktivita vede k odstavení gen CmWIP1, schopný odstranit blokádu vývoje tyčinek a také potlačit vývoj plodolistů. Blokováním druhého genu CmWIP1, první gen, ACS11, vede k rozvoji samičích květů. Hermafroditní květy se mohou vyvinout, pokud se rozpadne poslední gen systému, CmACS-7, potlačující vývoj tyčinek. Funguje normálně, pokud není deaktivován. CmWIP1, tedy v samičích květech.
Obr. 2. Schéma interakce genů, které určují pohlaví květiny. Šipky ve tvaru písmene “T” naznačují supresivní účinek jednoho genu na jiný a na květní orgány. Plodnice – gynoecium (součet ženských pohlavních orgánů květu), Tyčinka – tyčinky. levý – vývojový diagram samčích květů, ve středu – Ženy, vpravo – hermafroditní květy. Schéma z diskutovaného článku v Věda
Ukázalo se, že schéma není příliš složité a vědci, kteří znali jeho strukturu, dokázali vytvořit umělou dvojdomost v jednodomých rostlinách – to znamená získat samičí a samčí rostliny. K tomu křížili rostliny s vadnými alelami ACS11 и CmWIP1 s rostlinami heterozygotními pro gen CmWIP1. Ukázalo se, že polovina potomků měla funkční verzi genu CmWIP1, ale ten druhý to neměl. Žádný z nich však neměl funkční variantu genu ACS11, která činnost řídí CmWIP1. Ukázalo se, že polovina potomků, kteří dostali pracovní verzi CmWIP1se vyvinuly pouze samčí květy a ta, která nedostala funkční verzi tohoto genu, měla pouze samičí květy.
Když budeme přesně vědět, kde ve vyvíjejícím se poupěti by měly být aktivní geny, které řídí pohlaví květu, v budoucnu bude možné změnit pohlaví jednotlivých květů rostliny zacílením na geny určitých pupenů.
Je zajímavé, že rostliny, které si vyvíjejí nové stanoviště, mohou samy přizpůsobit svůj reprodukční systém změněným okolnostem. Například je známo, že na Havajských ostrovech je podíl dvoudomých rostlin několikanásobně vyšší než v kontinentální flóře. Vědci se domnívají, že historie moderní havajské flóry začala hermafroditními rostlinami, které neměly účinné bariéry proti samoopylení. Selfing může být považován za příklad příbuzenské plemenitby a samozřejmě je to špatné pro genetickou pohodu populace. Proti samoopylení neexistují žádné dobré bariéry – z hermafroditů se musíte proměnit v „samce“ a „samice“. Zřejmě to stimuluje přechod k dvoudomé existenci z hermafroditismu, což obecně rostlinám výrazně usnadňuje hledání sexuálního partnera.
Zdroj: A. Boualem, C. Troadec, C. Camps, A. Lemhemdi, H. Morin, M.-A. Sari, R. Fraenkel-Zagouri, R. Perl-Treves, A. Bendahmane. Gen tykvovité androecy odhaluje, jak se vyvíjejí jednopohlavné květy a jak vzniká dvojdomost // Věda. 2015. V. 350. S. 688–691.
Julia Kondratenko
