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Allium cepa, comúnmente conocida como cebolla, es una planta herbácea bienal perteneciente a la familia de las amarilidáceas.
Es la más cultivada del género Allium, el cual contiene varias especies que se denominan «cebollas».
Ejemplos de las mismas son la cebolla de verdeo (Allium fistulosum), la cebolla escalonia (Allium ascalonicum) y la cebolla de hoja o ciboulette (Allium schoenoprasum)
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En cuanto a su morfología, la cebolla presenta un sistema radicular formado por numerosas raicillas fasciculadas, de color blanquecino, poco profundas, que salen a partir de un tallo a modo de disco, o disco caulinar. Este disco caulinar presenta numerosos nudos y entrenudos (muy cortos), y a partir de este salen las hojas. Las hojas tienen dos partes claramente diferenciadas: una basal, formada por las vainas foliares engrosadas como consecuencia de la acumulación de sustancias de reserva, y otra terminal, formada por el «filodio», que es la parte verde y fotosintéticamente activa de la planta. Las vainas foliares engrosadas forman las "túnicas" del bulbo, siendo las más exteriores de naturaleza apergaminada y con una función protectora, dando al bulbo el color característico de la variedad. Los filodios presentan los márgenes foliares soldados, dando una apariencia de hoja hueca. Las hojas se disponen de manera alterna.
En el primer año de cultivo tiene lugar la «bulbificación» o formación del bulbo. Dicha bulbificación tiene lugar como consecuencia de un aumento del fotoperiodo (periodo de iluminación diurna) acompañado de un ascenso de las temperaturas, ya que la cebolla es una planta de día largo.
El segundo año, al producirse unas condiciones ambientales favorables, tiene lugar la fase reproductiva. Esto se traduce en la emisión de un tallo o escapo floral que alcanza en torno a 1 m de altura, hueco en su interior y abombado en su parte basal. Este escapo culmina en un "capuchón" formado por tres brácteas que, en el momento de la floración, se abren dejando al descubierto la inflorescencia. Esta es de tipo umbela y presenta numerosas flores monoclamídeas de color blanco-verdoso. Las flores están formadas por 6 pétalos, 6 estambres y un gineceo tricarpelar sincárpico con ovario súpero y trilocular, con dos primordios seminales por cada lóculo. La polinización es entomófila. El fruto es de tipo cápsula, conteniendo semillas pequeñas (1 g = 250 semillas), de color negro, que presentan una cara plana y la otra convexa. Su viabilidad desciende un 30 % el segundo año, y un 100 % el tercero.
La cebolla presenta un sistema radicular formado por numerosas raicillas fasciculadas, de color blanquecino, poco profundas, que salen a partir de un tallo a modo de disco, o disco caulinar.
Las hojas son envainadoras, alargadas, fistulosas y puntiagudas en su parte libre.
El tallo de la cebolla es el que sostiene la inflorescencia; es derecho, de 80 a 150 cm de altura, hueco, con inflamiento ventrudo en su mitad inferior.
El bulbo de la cebolla está compuesto por células que tienen un tamaño relativamente grande y poseen formas alargadas u ovaladas. Dichas células se encuentran unidas entre sí por una sustancia llamada pectina (que es producida por la pared celular), cuya función es darle estructura firme y protección al bulbo de la Cebolla (Allium cepa).
Otra característica muy importante del bulbo es que su estructura consta en su mayoría de hojas; es decir, los nomófilos de la planta, que surgen de un tallo abreviado o disco apenas perceptible, y cuyos nudos y entrenudos están muy juntos. Estas hojas se distinguen en bases foliares, o vainas de reserva y en vainas de protección (hojas apergaminadas que recubren todo el bulbo).
Las cebollas contienen trans-(+)-(1-propenil)-cistein sulfóxido, una molécula que es inodora. Cuando la cebolla se corta o trocea, se produce la ruptura de la compartimentalización celular, lo que permite a una enzima llamada alliinasa entrar en contacto con el trans-(+)-(1-propenil)-cistein sulfóxido, produciendo piruvato (compuesto importante para la célula ya que es un sustrato clave para la producción de energía y de la síntesis de glucosa llamada gluconeogénesis), amoniaco y ácido 1-propenil sulfénico. Una nueva enzima, la LF sintetasa, transforma esta última substancia en S-óxido de tiopropionaldehido, responsable de la irritación ocular y del lagrimeo.
La cebolla se conoce también como cebolla cabezona, cebolla de huevo o cebolla de bulbo. Si bien el nombre más usado en español es «cebolla», existen otros nombres vernáculos, tales como: ajo porro, cebolla ajera, cebolla común, cebolla de Alcalá la Real, cebolla de Chinchón, Cebolla Paiteña, cebolla de Granada, cebolla de Madrid, cebolla matancera, cebolla murciana, cebolla silvestre, cebollas, cebolleta (joven), cebolletas, cebollino, cebollinos, cebollón, siemprevivas, tipula.
En Colombia se le llama cebolla cabezona para distinguirla de la cebolla larga (Allium fistulosum).