1. Sinh sản sinh dưỡng
1.1. Sinh sản sinh dưỡng tự nhiín
Kiểu sinh sản năy đặc trưng cho cả thực vật bậc thấp lẫn thực vật bậc cao nhằm tăng nhanh số lượng câ thể mới, được thực hiện nhờ tế băo, mô, cơ quan sinh dưỡng mă không qua giai đoạn hình thănh tế băo sinh sản. Trong sinh sản sinh dưỡng, cơ thể mới được tạo thănh bằng sự phđn chia trực phđn như vi khuẩn, tảo lam. Nấm men sinh sản sinh dưỡng bằng câch nẩy chồi. Ở nhiều tảo đa băo, sự sinh sản sinh dưỡng bằng câch phđn
đoạn, mỗi đoạn khôi phục lại câ thể mới như tảo xoắn trín cơ sở phđn băo nguyín nhiễm. Ở thực vật bậc cao, sinh sản sinh dưỡng rất đa dạng, câc câ thể mới được hình thănh từ sự phđn mảnh của câc cơ quan sinh dưỡng như
rễ, thđn, lâ.
Rễ của nhiều loại cđy tạo ra chồi phụ. Từ những chồi đó, phât triển thănh những cđy mới, sống độc lập như cđy ngấy, cđy cọ phỉn, rễ củ khoai lang. Từ lâ cđy cũng mọc ra chồi phụ. Những lâ cđy năy rụng xuống hoặc có khi đang còn trín cđy, mọc câc chồi mới như cđy thuốc bỏng, lâ thu hải đường... Sinh sản sinh dưỡng bằng câc đoạn thđn hay những dạng biến thâi của thđn như thđn củ, hănh, thđn rễ ... Ví dụ như thđn xương rồng bă, thđn cđy hoa quỳnh, cỏ tranh, cỏ gấu, rễ củ khoai lang, thđn củ khoai tđy, thđn hănh, thđn bò. Cơ sở tế băo học của sự sinh sản sinh dưỡng lă phđn băo nguyín nhiễm ở tế băo soma, nín chương trình thông tin di truyền
được sao chĩp y hệt từ cơ thể mẹ sang cơ thể con, ít khi xẩy ra tâi tổ hợp. Tuy nhiín trong một số trường hợp, câc tế băo soma khi phđn băo nguyín nhiễm cũng có thể xảy ra sự trao đổi chĩo, mặc dù tần số rất thấp.
1.2. Sự sinh sản sinh dưỡng nhđn tạo
Sinh sản sinh dưỡng nhđn tạo lă những hình thức sinh sản do con người thực hiện, dựa văo khả năng tâi sinh của cđy như giđm, chiết, ghĩp cănh, nuôi cấy mô ... để duy trì giống tốt vă nhđn giống có hệ số cao.
Ngăy nay, người ta sử dụng câc hoocmon cũng như vitamin nhằm tăng nhanh quâ trình phđn băo vă sự phđn hoâ lại để hình thănh mô, cơ
quan, cơ thể mới, vì vậy, hệ số nhđn giống tăng lín rất cao, đặc biệt lă đối với những cđy không có khả năng tâi sinh trong điều kiện tự nhiín. Hoocmon thực vật - đó lă những hợp chất hữu cơ, chúng gđy tâc dụng mạnh mẽ với một số lượng vô cùng bĩ, lín trao đổi chất vă sinh trưởng tế
băo. Hoocmon thực vật được hình thănh chủ yếu trong câc mô đang sinh trưởng mạnh, đặc biệt lă trong mô phđn sinh của đỉnh sinh trưởng thđn, rễ. Hoocmon thực vật có tâc dụng trong câc miền câch xa với nơi hình thănh chúng vă có tâc dụng khâc nhau đến trao đổi chất vă phđn băo:
- Chúng điều khiển sự sinh trưởng tế băo theo chiều dăi trong câc phần cđy đang sinh trưởng.
- Hình thănh rễ mới.
- Chuyển cđy sang ra hoa kết quả
- Kích thích sự phđn băo trong tượng tầng - Ức chế sự phât triển của chồi nâch
- Kìm hêm sự hình thănh tầng câch ly, nhờ vậy ngăn ngừa sự rụng lâ hay quả.
Trong tự nhiín, có ba nhóm chất được tinh chế về mặt hoâ học, chúng điều khiển sự sinh trưởng vă phât triển của thực vật có hoa: auxin chứa indon, xitokin, giberelin.
1.3. Sự sinh sản vô tính bằng băo tửở thực vật
Băo tử lă tế băo sinh sản vô tính được tạo ra bằng phđn băo giảm nhiễm ở trong cơ quan sinh sản vô tính lă túi băo tử, được gọi lă băo tử
giảm nhiễm (đơn bội). Tuy nhiín, cũng có băo tửđơn bội được tạo ra bằng phđn băo nguyín nhiễm vă gọi lă băo tử nguyín nhiễm đơn bội vă cũng có băo tử lưỡng bội được hình thănh trong chu trình phât triển câ thể lưỡng bộ kĩp của một số loăi tảo đỏ.
Khâc với giao tử, băo tử có vâch xenluloza dăy. Thể nguyín sinh của chúng giău tế băo chất, nhđn, ti thể, tiền lạp thể, lạp thể ... Ngoăi ra, còn có thể vùi như tinh bột, giọt dầu, protit. Băo tử của tảo ở nước có roi,
bơi lội được trong nước gọi lă động băo tử. Băo tử của thực vật ở cạn thường không có roi, phât tân nhờ nước, gió, động vật vă được gọi lă băo tử bất động. Ở thực vật đơn băo, đơn bội đến thời kì sinh sản, toăn bộ cơ
thểđơn băo biến đổi thănh túi băo tửđơn băo, trong chúng xảy ra sự phđn băo nguyín nhiễm, tạo ra bốn băo tử hoặc nhiều hơn (hình 1). Câc băo tử
năy phât triển thănh câc cơ thể đơn băo, đơn bội. Ở thực vật tản đa băo, câc cơ quan sinh sản vô tính cũng lă túi băo tửđơn băo một ngăn vă tiến hoâ hơn lă túi băo tử đơn băo nhiều ngăn nhưở một số Tảo nđu. Ở thực vật bậc cao, túi băo tửđa băo mă chúng được hình thănh từ nguyín băo tử
lưỡng bội vă sau một số lần phđn băo nguyín nhiễm, tạo ra tế băo mẹ băo tử
lưỡng bội, chúng phđn băo giảm nhiễm tạo ra băo tửđơn bội, do có sự trao
đổi chĩo, khi phđn băo giảm nhiễm, nín có 50% băo tử có câc tổ hợp gen của bố vă mẹ. Có ba loại băo tử:
Hình 1. Sự hình thănh băo tửở tảo lục đơn băo, đơn bội Chlamydomonas (theo L.I Cuôcxanốp)
1.Tế băo ở giai đoạn sinh dưỡng 2. Tế băo với câc băo tử 3. Giai đoạn hoâ nhầy - Đẳng băo tử (isospora) hay còn gọi băo tử lưỡng tính. Trong túi băo tử chỉ có một loại băo tử.
- Đồng băo tử (homospora) hay băo tửđơn tính. Trong túi băo tử
có hai loại băo tử giống nhau về hình dạng, kích thước, nhưng khâc nhau về giới tính: Đồng băo tửđực vă đồng băo tử câi.
- Dị băo tử (heterospora) băo tửđơn tính, nhưng khâc nhau về hình thâi, kích thước vă giới tính. Băo tử bĩ hay băo tửđực được tạo ra trong túi băo tử bĩ. Băo tử lớn hay băo tử câi được tạo ra trong túi băo tử lớn.
2. Sự sinh sản hữu tính ở thực vật
Phương thức sinh sản hữu tính, cùng với việc phức tạp hoâ cấu trúc nhiễm sắc thể vă quâ trình phđn băo đê tạo ra sựđa dạng của câc giao tử, lăm cho sinh vật tiến hoâ với tốc độ nhanh, phđn hoâ thănh câc nhóm khâc
nhau. Trong chu trình phât triển câ thể của thực vật, sự sinh sản hữu tính kế thừa từ sự sinh sản vô tính bằng băo tử giảm nhiễm nín câc giao tử tạo ra bằng phđn băo nguyín nhiễm trong câc túi giao tử - cơ quan sinh sản hữu tính. Khâc với băo tử, câc giao tử lă thể nguyín sinh không có vâch xenluloza bao bọc vă tự nó không thể phđn chia vă phđn hoâ để tạo thănh cơ
thểđơn bội như băo tử (trừ trường hợp trinh sản, tế băo trứng không qua thụ
tinh nhưng vẫn hình thănh được cơ thểđơn bội) mă nó phải trải qua sự kết hợp của giao tửđực vă giao tử câi từ cơ thể lưỡng tính hoặc từ hai cơ thể
khâc nhau, để tạo thănh hợp tử lưỡng bội, có khả năng phđn chia vă phđn hoâ tạo thănh cơ thể lưỡng bội. Người ta phđn biệt ba dạng khâc nhau của quâ trình sinh sản hữu tính lă đẳng giao, dị giao vă noên giao.
2.1. Sựđẳng giao (Isogamia)
Ỏ nhiều thực vật đơn băo vă đa băo, đến thời kỳ sinh sản hữu tính thì hình thănh câc túi giao tử đơn băo khâc nhau về giới tính. Trong túi giao tử đực, hình thănh hoocmon giới tính gọi lă hydrobenzaldehit điều khiển sự phđn băo nguyín nhiễm, tạo ra giao tửđực. Trong túi giao tử câi có loại gynotecmon gọi lă isoramnetol xâc định giới tính câi. Hai loại giao tửđực vă câi giống nhau về kích thước, hình thâi, tốc độ vận động ... chỉ
khâc nhau về giới tính, gọi lă đẳng giao tử. Giao tử đực tiết ra chất androgamôn để hấp dẫn giao tử câi, nhưng có tâc dụng đẩy giao tửđực xa nhau. Giao tử câi tiết ra chất gynogamon để hấp dẫn giao tử đực vă đẩy giao tử câi xa nhau. Do vậy, xâc suất gặp gỡ giao tửđực vă giao tử câi xảy ra trong môi trường nước lă rất lớn, chúng kết hợp với nhau, trước hết lă băo phối, tiếp theo lă nhđn phối. Quâ trình kết hợp của hai đẳng giao tử đực vă câi gọi lă sự đẳng giao. Hợp tử tạo ra trong đẳng giao nhỏ, có sự đóng góp như nhau về tế băo chất cũng như nhđn của hai giao tử. Hợp tử
năy ít chất dự trữ, tồn tại không lđu, khả năng chống chịu kĩm. Vì vậy, hình thức sinh sản hữu tính đẳng giao chỉ xảy ra ở thực vật còn thấp. Ngoăi ra, cũng có những loăi sinh sản hữu tính tiếp hợp đẳng giao như
nấm men, nấm mốc bânh mì. 2.2. Sự dị giao (Heterogamia)
Ở thực vật đơn băo tiến hoâ hơn, hoặc thực vật đa băo đê xảy ra sự
sinh sản hữu tính dị giao. Trong túi giao tử đực, xảy ra sự phđn băo nguyín nhiễm, tạo thănh giao tử đực nhỏ (microgameta), bơi lội với vận tốc nhanh hơn. Trong túi giao tử câi, câc giao tử câi lớn (macrogameta)
được tạo thănh, bơi lội với vận tốc chậm hơn. Với hướng hoâ thuận do hai giao tử tiết ra vă kết hợp với nhau, tạo thănh hợp tử gọi lă sinh sản dị giao. Trong hợp tử năy, nhđn đực vă nhđn câi kết hợp với nhau, có sựđóng góp
tương đương về vật chất di truyền, nhưng về di truyền tế băo chất thì dòng câi ưu thế hơn dòng đực. Hợp tử lớn hơn, chất dự trữ nhiều hơn, tồn tại lđu dăi hơn vă có khả năng chống chịu tốt hơn. Tuy nhiín, cũng có trường hợp xảy ra dị giao sinh lý như ở Tảo nđu Ectocarpus silicolosus, về phương diện hình thâi thì chúng thuộc loại đẳng giao tử, nhưng về phương diện sinh lý chúng có sự khâc nhau. Đẳng giao tửđực bơi lội nhanh, lđu hơn để
tìm giao tử câi. Đẳng giao tử câi bơi lội với vận tốc chậm hơn, thời gian ngắn hơn, rồi ngừng bơi lội, chìm xuống đây biển vă bâm văo giâ thể bằng roi dăi. Sự dị giao sinh lý lă dạng chuyển tiếp trung gian từđảng giao sang dị giao.
2.3. Sự noên giao (Oogamia)
Sinh sản noên giao, đó lă hình thức sinh sản hữu tính cao. Cơ quan sinh sản đực gọi lă túi tinh, trong chúng tạo ra tinh trùng bằng phđn băo nguyín nhiễm. Tinh trùng phđn hoâ thănh đầu, chứa khối nhđn đơn bội hình thănh trước, còn tế băo chất chỉ hình thănh roi với thể nền chứa ty thể, bộ mây golgi v.v... hình thănh sau. Một số Hạt trần, thực vật Bao noên (Chlamydospermae) vă hầu hết Hạt kín giao tửđực được gọi lă tinh tử. Nó lă dạng neoteni của tinh trùng, chỉ có đầu, lă khối nhđn đơn bội, còn roi không hình thănh, do đó tinh tử không có khả năng vận động. Cơ quan sinh sản câi lă túi noên, phđn hoâ thănh bụng vă cổ. Trong túi noên, xảy ra sự phđn băo nguyín nhiễm, hình thănh noên cầu, lă tế băo sinh dục câi
đơn bội, kích thước lớn, chứa nhiều tế băo chất, không vận động, nằm trong bụng túi noên. Khi thụ tinh, tinh trùng vận động văo túi noên, hoặc có cơ quan (ống phấn) mang tinh tử văo với noên cầu gọi lă thụ tinh qua
ống phấn vă chỉ xảy ra quâ trình nhđn phối, không có băo phối. Vì vậy, hợp tử tạo ra trong noên giao tử rất lớn, chứa nhiều chất dự trữ cần thiết cho sự phât triển phôi, di truyền tế băo chất hoăn toăn thuộc ưu thế dòng mẹ.
Ý nghĩa của sinh sản hữu tính. Sinh sản hữu tính không đặc trưng bởi tạo ra năng suất cho thế hệ con, mă hình thănh thế hệ con với chất lượng cao hơn, có sức sống cao, tạo ra đa dạng sinh học, do có sựđổi mới trong quâ trình sinh sản hữu tính, vì vậy dễ thích nghi vă biến đổi hơn so với câc hình thức sinh sản khâc. Nhờ vậy, sự phđn bố của loăi cũng được mở rộng, dễ dăng hình thănh nòi mới, loăi mới. Thực vật lă sinh vật sản xuất, có lối sống định cư, cần phải duy trì hình thức sinh sản vô sinh bằng băo tử, nhằm tăng nhanh số lượng câ thể lín, đồng thời phải duy trì hình thức sinh sản hữu tính đểđổi mới thế hệ, tăng cường biến dị câ thể, cung cấp nguyín liệu cho chọn lọc tự nhiín.