A partenogenezis egy olyan folyamat, mely során megtermékenyítés nélkül is életképes utódok születhetnek. Az állatvilágból ismertek ilyen esetek madarak, hüllők, halak, rovar és rákfélék esetében is.
Fotó: pearly- peach, Pixabay
A legtöbb virágos növény esetében egy úgynevezett kettős megporzás szükséges ahhoz, hogy a magok kifejlődjenek. Ennek során egy hímivarsejt megtermékenyíti a petesejtet, egy másik pedig az úgynevezett endospermiumot, mely később a csírát tápláló szövetté fejlődik. Enélkül ritkán fejlődnek olyan magok, melyek csírázóképesek – írja a Phys.org.
A napraforgó a világ egyik legfontosabb olajos növénye: világszerte közel 55 millió tonnányit termeltek belőle 2023-ban.
A Nature tudományos folyóiratban megjelent tanulmányban a kutatók azt vizsgálták, hogyan képes a napraforgó megporzás nélkül haploid (minden kromoszómából csak egy kópiával rendelkező) magokat létrehozni. A kutatást a Syngenta kínai vállalata vezette, és amerikai, francia, brit, chilei, holland, argentin és kínai partnerek vettek részt benne. A kísérletek során genetikai, kémiai és környezeti kísérleteket végeztek, hogy meghatározzák azokat a faktorokat, mely lehetővé teszi a partenogenezis lezajlását, amivel egy nagyobb léptékű haploid növénytermesztési rendszer hozható létre.
A kutatók üvegházakban, növénytermesztő kamrákban és szabadföldön is végeztek kísérleteket. Emellett kipróbáltak kémiai kezeléseket, valamint a pollen manuális vagy hormonális gátlását, és a környezeti tényezők, mint a fény intenzitás és hőmérséklet különböző kombinációit is tesztelték. Áramlási citometria (az élő sejtek számlálására, válogatására és izolálására szolgáló módszer) valamint genetikai analízis segítségével állapították meg, hogy valóban haploid magok fejlődtek-e. Szövettenyészetek és kromoszóma-duplikációs technikákat alkalmaztak termékeny, megduplázott haploid növények regenerálására.
Fotó forrása: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08798-2
Későbbi kísérletek során ugyanezek a magok pollen teljes hiányában is kialakultak, ami a spontán parthenogenezis felfedezéséhez vezetett.
A genetikai vizsgálat megerősítette, hogy ezek a magok az anyanövényen spontán fejlődtek, és nincsen bennük apai DNS. A partenogenezis több napraforgó ágon is előfordult, egyes esetekben virágfejenként több, mint 100 haploid mag fejlődött. A nagy intenzitású fény növelte a haploid termést, míg a kék és piros fénynek nem volt rá hatása.
A kukorica pollent boronnal kezelve szintén nőtt a haploid formációk létrejötte bizonyos genetikai háttér esetében. A csírázási kísérletek 40 százalékos sikerességet mutattak talajba vetve.
A haploid embriók vizsgálatakor úgy találták, hogy a megtermékenyítés nélküli magok szabálytalan alakúak lettek. Egyes esetekben több tengelyszerű középponttal is rendelkezett. Ezekben a magokban egyetlen csíra volt, azonban előfordult, hogy miután kihajtottak, több hajtásszerű struktúra is fejlődött rajtuk. Ezekből az atipikus hajtásszerű részekből szövettenyésztéssel egészséges növényeket tudtak regenerálni.
Fotó: Katharina N., Pixabay
A kromoszóma megduplázása termékeny, magtermésre képes növényeket eredményezett, egyes egyedeken akár 188 mag is termett.
A napraforgóban a parthenogenezis felfedezése egy eddig ismeretlen szaporodási utat mutat be a világ egyik legfontosabb kultúrnövényében. A kutatók kimutatták, hogy a haploid magvak megtermékenyítés nélkül is kifejlődhetnek és teljesen termékeny növényekké alakulhatnak, ami gyorsabb utat kínál a beltenyésztett vonalak kialakításához.
Az eredmények megalapozzák a napraforgóban egy skálázható, duplán haploid nemesítési rendszer létrehozását, amely felgyorsíthatja a kívánatos tulajdonságok létrehozását és bővítheti a globális nemesítés lehetőségeit.
