Les modes de reprodution sexuée des plantes englobent l'autogamie (Plantes autogames) et l'allogamie (Plantes allogames).

Pour se reproduire, plusieurs espèces animales et alguales, font rencontrer leurs ovuels et leur spermatozoïdes le plus proche possible. Certaines espèces, ne pouvant se déplacer, les relachent dans l'espace environnant. Par exemple, les algues procèdent le plus simplement par libérer leurs ovules et leurs spermatozoïdes directement dans la mer. Chez les plantes, les gamètes mâles sont produites sous formes de pollen qui peut être déplacé de différentes manière pour aller germer sur le style (organe femelle). La dispersion du pollen n'est pas très économique, car elle est accompagnée de beaucoup de pertes. Pour compenser ces pertes les plantes (anémophiles, surtout) produisent d'énormes quantités de pollen.

Les plantes peuvent déployer des stratégies destinées à éviter la 'consanguinité' et favoriser la fécondation croisée. Ainsi, plusieurs arbres fruitiers sont autostériles où l'autofécondation est rendue impossible par des auxines qui inhibent la germination du pollen provenant de leurs propres fleurs. Uniquement, les gamètes d'une plante différente pourront ainsi atteindre l'ovule. Chez d'autres plantes la maturité des fleurs mâles et des fleurs femelles est décalée dans le temps. Chez les fleurs hermaphrodites, c'est un décalage de maturité entre les étamines et les stigmates qui évite l'autofécondation.
Les insectes jouent un rôle capital dans la pollinisation des plantes entomophiles. Cependant, les plantes peuvent s'adapter à des conditions difficiles. Si les insectes pollinisateurs ne se présentent pas, ou si le temps est trop humide pour permettre la bonne diffusion du pollen, la fleur se féconde elle même (autofécondation, pour 'sauver la mise en attendant de jours meilleurs'). La campanule (genre Campanula) délaissée par les insectes finit par recourber ses stigmates pour les amener au contact des étamines.

D'autre part, Il existe des plantes qui utilisent systématiquement l'autofécondation. Ainsi, les pois et les haricots sont autopollinisatrices, même si elles possèdent une fleur 'bien conçue' pour être visitées par les insectes. Les céréales comme le blé et l'orge sont aussi des autogames.
Par contre les courges ou les cornichons (cucurbitacées), avec leur floraison unisexuée (séparation des fleurs mâles et femelles sur la même plante), ne peuvent pas se passer d'insectes. Les fleurs femelles non visitées sont irrémédiablement perdues. Cependant, ce risque est minimisé par un étalement suffisant dans leur période de floraison. Ainsi, d'autres fleurs (plus chanceuses) leur assurent une progéniture.

Exemple: Blé

Les mécanismes qui interviennent sont le plus souvent d'ordre morphologique:

- contact direct des stigmates (organes femelles) avec des étamines (organes mâles), ou proximité des deux organes reproducteurs,

- protection vis-à-vis du pollen étranger, la fleur ne s'ouvrant pas ou peu.

Chez les plantes autogames, la dispersion du pollen est très faible. La fécondation peut avoir lieu avant même l'ouverture de la fleur. Ces plantes sont dites cléistogames. Cependant, l'autogamie stricte étant rare, il y'a souvent un résidu d'allogamie (de l'ordre de 5% chez le blé)

Exemple: luzerne où il y'a intervention d'un insecte pour le transport du pollen et l'ouverture de la fleur.

2.2. Fleurs hermaphrodites et séparation des sexes dans le temps :

Lorsque les organes sexuels n’arrivent pas à maturité en même temps sur la même fleur, on parle de dichogamie (2 cas):
- Si la partie femelle de la fleur est prête avant la libération des grains de pollen, on parle de protogynie (ex. avocatier)
- Si la partie mâle de la fleur est mature avant la partie femelle, on parle de protandrie (ex. carotte)

La Protogynie et la protandrie sont des mécanismes biologiques limitant l’autofécondation dans les plantes porteuses de fleurs hermaphrodites : dichogamie

Protogynie: Les organes femelles (stigmates) sont réceptifs avant que les anthères relâchent le pollen : ce mécanisme assure la fécondation croisée grâce à une séparation temporelle de la maturité des organes sexuels mâle et femelles

Cas de Magnolia grandiflora

Le premier jour, les stigmates sont réceptifs et les anthères n’ont pas commencé à répandre le pollen. Le second jour, les anthères répandent le pollen alors que les stigmates ne sont plus réceptifs

Autre exemple: Avocatier

Protandrie: Les organes mâles anthères relâchent le pollen avant que les stigmates soient réceptifs : ce mécanisme assure la fécondation croisée grâce à une séparation temporelle de la maturité des organes sexuels mâle et femelles.

Mécanisme : Plus commun que la Protogynie
Commun dans les plantes pollinisées par les insectes

Les mécanismes de la fécondation croisée sont:

2.3. Monoécie et séparation des sexes dans l’espace :

- Plantes monoïques (monoécie): les inflorescences males et femelles sont séparées, mais situées sur une même plante (plante bisexuée) dans des régions différentes. On parle dans ce régime d'allogamie facultative

Commune chez les plantes anémophiles telles que les fabacées (chêne, châtaignier,…) et bétulacées (charme). Très commune dans les régions tempérées.

Exemple: concombre où les maturités des fleurs mâles et des fleurs femelles sont décalées dans le temps.

Autres exemple: melon, noyer, maïs (Zea mays), carotte, betterave, framboisier, Cèdre, châtaignier, hévéa, manioc, noyer, olivier, pin, ricin, sapin..

2.4. Dioécie et séparation des sexes dans l'espace

Les sexes sont séparés et portés par des plantes males et femelles différentes. Les plantes avec ce système reproductif sont dites plantes à allogamie obligatoire.

Exemples: Asperge, chanvre, houblon, palmier dattier (Phoenix dctylifera L.), peuplier, bananier, épinard, figuier, papayer,…

2.5. Stérilité et auto-incompatibilité:

- stérilité : organes reproducteurs non fonctionnels : pistil ou étamine mal formés, pollen ou ovule non fonctionnels.
- Auto-incompatibilité : absence d’aptitude pour une plante à donner des semences (graines) lorsqu’elle est autofécondée, bien qu’elle puisse donner des semences normales par la fécondation croisée. Son pollen est actif sur une autre plante.