栄養繁殖

栄養生殖（栄養繁殖、栄養増殖、クローンとも呼ばれる）は、植物に起こる無性生殖の一種で、親植物の断片や切り口、または栄養繁殖体と呼ばれる特殊な生殖組織から新しい植物が成長する。^{[1] [2] [3]}

多くの植物は自然にこのように繁殖しますが、人工的に誘発することもできます。園芸家は、植物を複製するために栄養繁殖体を使用する無性繁殖技術を開発しました。繁殖の成功率と難易度は大きく異なります。 単子葉植物は通常、維管束形成層を欠いているため、繁殖がより困難です。

植物の繁殖は、種または栽培品種の植物の再生プロセスであり、有性生殖または無性生殖である可能性があります。これは、葉、茎、根などの植物の栄養部分を使用して 新しい植物を生み出すか、特殊な栄養植物部分から成長することによって発生します。^[4]

多くの植物は栄養繁殖で繁殖しますが、その方法だけを独占的に使用することはめったにありません。栄養繁殖は進化的に有利ではありません。遺伝的多様性を許さず、植物に有害な突然変異を蓄積させる可能性があります。^[5]栄養繁殖は、種子生産による繁殖よりも植物が資源単位あたりより多くの子孫を生産できる場合に有利です。 ^[6]一般的に、植物の幼植物は栄養繁殖が容易です。^[7]

ほとんどの植物は通常は有性生殖しますが、多くの植物は栄養生殖したり、ホルモン処理によって栄養生殖するように誘導したりできます。これは、細胞分化が可能な分裂組織細胞が多くの植物組織に存在するためです。

栄養繁殖は通常、クローン法と考えられています。^[8]しかし、とげのないブラックベリー（Rubus fruticosus ）の根切りは、不定芽が遺伝的にとげのある細胞から発生するため、とげのあるタイプに戻ります。とげのないブラックベリーはキメラであり、表皮層は遺伝的にとげがありませんが、その下の組織は遺伝的にとげがあります。^[9]

接ぎ木は、苗木を台木として使用するため、完全なクローン化方法ではないことがよくあります。その場合、植物の上部のみがクローン化されます。一部の作物、特にリンゴでは、台木が栄養繁殖されるため、穂木と台木の両方がクローンであれば、接ぎ木全体がクローン化される可能性があります。無融合生殖（無胞子生殖と重胞子生殖を含む）は、受精を伴わない生殖の一種です。顕花植物では、受精していない種子、つまり花の代わりに成長する植物体が生成されます。ヤナギタンポポ（ Hieracium）、タンポポ（Taraxacum）、一部の柑橘類（Citrus ）、ケンタッキーブルーグラス（ Poa pratensis ）などの多くのイネ科植物は、すべてこの無性生殖形式を使用します。ニンニクでは、花の代わりに ムクドリが形成されることがあります。

分裂組織は無性生殖のプロセスを可能にします。分裂組織は通常、茎、葉、茎と根の先端に見られ、植物の成長を可能にし、植物組織系を生み出す、絶えず分裂している未分化細胞で構成されています。分裂組織の継続的な分裂能力により、栄養繁殖が可能になります。^[10]

栄養繁殖を可能にするもう一つの重要な能力は、茎や葉など植物の他の栄養部分から発生する不定根を発達させる能力です。これらの根は、他の植物の体の部分から新しい植物を発達させることを可能にします。^[11]

栄養繁殖にはいくつかの利点があるが、主に、生産された子孫が親植物のクローンであることだ。植物が好ましい形質を持っている場合、その有利な遺伝情報を子孫に受け継いでいくことができる。商業栽培者にとって、特定の植物をクローン化して作物全体の一貫性を確保することは経済的に有益である。^{[12]また、栄養繁殖により、植物は}花やそれに続く種子や果実などの有性生殖器官を生産するという費用のかかる複雑なプロセスを回避することができる。^[13]エース品種の開発は非常に難しいため、農家は、例えばユリで望ましい形質を開発したら、接ぎ木や芽生えを利用して、新しい栽培品種の一貫性と商業レベルでの生産の成功を確実にする。しかし、多くの斑入り植物で見られるように、多くの植物は実際にはキメラであり、挿し木は親細胞株の1つまたはいくつかだけの属性を反映している可能性があるため、これは常に当てはまるわけではない。栄養繁殖により、植物は未熟な苗の段階を回避し、より早く成熟段階に到達することができます。^[14]自然界では、これにより植物が成熟に成功する可能性が高まり、商業的には、作物の転換が早まるため、農家は多くの時間と費用を節約できます。^[15]

栄養繁殖は生物学のいくつかの分野で研究上の利点があり、植林に関しては実用的です。森林遺伝学者や樹木育種家による栄養繁殖の最も一般的な用途は、選択された樹木から遺伝子を、通常は遺伝子バンク、クローンバンク、クローン保有果樹園、または種子果樹園と呼ばれる便利な場所に移動し、そこで遺伝子を組み換えて血統のある子孫にすることである。^[15]

いくつかの分析では、栄養繁殖は植物種が侵略的になる可能性を高める特性であると示唆されている。栄養繁殖は有性生殖よりも速いことが多いため、「急速に個体数を増やし、（火災や洪水などの）撹乱後の回復に貢献する可能性がある」。^[16]

栄養繁殖の主な欠点は、種の遺伝的多様性を妨げ、作物の収穫量の減少につながる可能性があることです。^{[17] [18]}植物は遺伝的に同一であるため、病原性の植物ウイルス、細菌、真菌の影響を受けやすく、作物全体を枯渇させる可能性があります。^[19]

自然な栄養繁殖は、主に草本や木本の多年生植物に見られるプロセスであり、通常は茎の構造的変化を伴いますが、植物の水平方向の地下部分（茎、葉、根）は、植物の栄養繁殖に寄与する可能性があります。栄養繁殖によって生き残り、大幅に拡大するほとんどの植物種は、一年草の種子などの栄養繁殖の特殊器官が季節的に厳しい条件を生き延びるのに役立つため、ほぼ定義上多年生です。長期間にわたって個体の栄養繁殖によってある場所に存続する植物は、クローンコロニーを構成します。

ある意味で、このプロセスは生殖ではなく、個体の生存とバイオマスの拡大のプロセスです。個々の生物が細胞増殖によってサイズが増加し、そのまま残る場合、このプロセスは「栄養成長」と呼ばれます。しかし、栄養生殖では、結果として生じる新しい植物は、遺伝的要素を除くほぼすべての点で新しい個体です。このプロセスが老化時計をリセットするように見える方法は、非常に興味深いものです。^[20]

前述のように、植物は人工的にも自然にも栄養繁殖します。自然な栄養繁殖の最も一般的な方法は、成熟した植物の特殊な構造から新しい植物を開発することです。不定根に加えて、茎や葉など根以外の植物構造から発生する根は、植物の自然繁殖能力に重要な役割を果たします。栄養繁殖を可能にする最も一般的な改変された茎、葉、根は次のとおりです。^[21]

ランナーは、地下茎とは異なり、土壌表面のすぐ下にある既存の茎から成長する、変形した茎です。繁殖すると、変形した茎の芽から根と茎が生成されます。これらの芽は、地下茎にあるものよりも離れています。^[22]

ランナーを使用する植物の例としては、イチゴやカラントなどがあります。

球根は茎の膨らんだ部分で、その中に新しい植物の中心となる芽があります。球根は通常地下にあり、ふっくらとした層状の葉に囲まれており、新しい植物に栄養を与えます。^[23]

球根を使用する植物の例としては、エシャロット、ユリ、チューリップなどがあります。

塊茎は茎または根から発生します。茎塊茎は栄養分を蓄えて膨らんだ根茎またはランナーから成長し、一方、根塊茎は栄養分を蓄えるために変化した根から繁殖し、大きくなりすぎて新しい植物を生み出します。^[22]

塊茎の例としてはジャガイモやヤムイモなどがあり、根塊茎の例としてはサツマイモやダリアなどがある。

球茎は地下茎が肥大したもので、肉質の固形の茎組織に栄養分を蓄え、紙のような葉に囲まれています。球茎は球根とは異なり、中心部が固形組織で構成されているのに対し、球根は層状の葉で構成されています。^[24]

球根を使用する植物の例としては、グラジオラスやサトイモなどが挙げられます。

吸芽は根芽としても知られ、親植物の茎や根の基部の芽から発生する植物の茎です。^[25]

吸芽を使用する植物の例としては、リンゴ、ニレ、バナナの木などがあります。

小植物は葉の縁にある分裂組織から発生する小さな構造物で、最終的には根を発達させ、成長した葉から落ちます。^[26]

小植物を使用する植物の例としては、Bryophyllum daigremontianum (別名Kalanchoe daigremontianum ) が挙げられます。この植物は小植物が多数あることから「千の母」としても知られています。

ケイキスはいくつかのラン属の栄養茎または花茎に発生する追加の枝である。^[14]

ケイキを使用する植物の例としては、ラン科のファレノプシス属、エピデンドラム属、デンドロビウム属などがあります。

無融合生殖は、減数分裂と受精を伴わずに種子を通して無性生殖を行い、母親由来のクローン子孫を生成するプロセスである。^[27]

望ましい特性を持つ特定の栽培品種の栄養繁殖は非常に一般的な慣行です。農家や園芸家は、望ましい品質を持つより良い作物を生産するためにこれを使用します。人工栄養繁殖の最も一般的な方法は次のとおりです。^[21]

挿し木とは、植物の一部、通常は茎や葉を切り取って植えることです。挿し木からは不定根が成長し、やがて新しい植物が育ちます。通常、これらの挿し木は成長を促すために植える前にホルモン処理されます。 ^[28]

接ぎ木とは、地面に根付いた台木と呼ばれる別の植物の茎に、穂木または目的の挿し木を付けることです。最終的に両方の組織系が接ぎ木または統合され、接ぎ木された植物の特徴を持つ植物が発達します^[29] 。例：マンゴー、グアバなど。

挿し木とは、植物の枝や茎を曲げて地面に触れさせ、土で覆う作業である。不定根は植物の地下部分から発生し、この部分は挿し木として知られている。この栄養繁殖法は自然にも起こる。空中挿し木という類似の方法は、樹木に成長する枝を削り取って植え直すというものだった。例としては、ジャスミンやブーゲンビリアなどがある。^[30]

吸芽は成長して密集したマットを形成し、親植物に付着します。吸芽が多すぎると収穫量が減少する可能性があるため、余分な吸芽は剪定され、成熟した吸芽は新しい場所に移植され、新しい植物に成長します。^[31]

組織培養では、植物の様々な部分から植物細胞を採取し、滅菌培地で培養・育成する。カルスと呼ばれる発達した組織の塊は、ホルモンを含んだ培地で培養され、最終的に植物体に成長し、植え付けられ、最終的に成長した植物体に成長する。^{[12] [32]}

オフセットとは、根茎軸が基部にある単一の稈の下部と根のことです。これを植えるのが、竹を繁殖させる最も便利な方法です。

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