Megagametogeneze - Megagametogenesis

Megagametogeneze je proces zrání samičího gametofytu nebo megagametofytu v rostlinách[1] Během procesu megagametogeneze se megaspor, který vzniká megasporogenezí, vyvine do vaku embrya, kde je umístěna ženská gameta.[2] Z těchto megaspor se pak vyvinou haploidní ženské gametofyty.[2] K tomu dochází uvnitř vajíčka, které je umístěno uvnitř vaječníku.[3]

Proces

Na obrázku výše můžete sledovat proces megagametogeneze, který je podrobně popsán níže.

Před megagametogenezí prochází vyvíjející se embryo meiózou během procesu zvaného megasporogeneze. Dále se rozpadají tři ze čtyř megaspor a zůstávají pouze megaspory, které podstoupí megagametogenezi.[3] Následující kroky jsou zobrazeny na obrázku 1 a jsou podrobně popsány níže.

  1. Zbývající megaspore prochází cyklem mitózy. To má za následek strukturu se dvěma jádry, nazývanou také dvoujaderný vak s embryi.
  2. Obě jádra migrují na opačné strany embryonálního vaku.
  3. Každé haploidní jádro poté podstoupí dvě kola mitózy, která na každém konci embryonálního vaku vytvoří 4 haploidní jádra.
  4. Jedno jádro z každé sady 4 migruje do středu vaku embrya. Ty tvoří mateřskou buňku dvoujaderného endospermu. Toto ponechává tři zbývající jádra na mikropolárním konci a tři zbývající jádra na antipodálním konci. Jádra na mikropylovém konci se skládají z vaječné buňky, dvou synergických buněk a mikropylu, otvoru, který umožňuje pylové trubici vstoupit do struktury.[4] Jádra na antipodálním konci jsou jednoduše známá jako antipodální buňky.[5] Tyto buňky se podílejí na výživě embrya, ale často procházejí programovanou smrtí buněk před oplodněním.[3]
  5. Buňky buněk se tvoří kolem antipodálních jader, vaječných buněk a synergických buněk.[6]

Variace

Rostliny vykazují tři hlavní typy megagametogeneze. Počet haploidních jader ve funkčním megasporu, který se podílí na megagametogenezi, je hlavním rozdílem mezi těmito třemi typy.[7]

Monosporické

Bisporická megagaetogeneze je znázorněna na obrázku a je uvedena níže.

Nejběžnější typ megagametogeneze, monosporická megagametogeneze, je uveden výše. Tento typ megagemetogeneze umožňuje pouze jednomu megasporu podstoupit megagametogenezi, zatímco ostatní tři podstoupí programovanou buněčnou smrt.[8]

Bisporic

Jak název napovídá, bisporická megagametogeneze zahrnuje dvě geneticky odlišná haploidní jádra.[9]

  1. Tato dvě jádra procházejí mitózou.
  2. Poté jádra na mikropolárním konci struktury podstoupí druhé kolo mitózy.
  3. Dále se jádra přeskupí, aby vytvořily mateřskou buňku trinucleate endospermu a charakteristické uspořádání mikropolárního konce, s vaječnou buňkou a dvěma synergickými buňkami.
  4. Buňky se tvoří kolem vaječné buňky a synergických buněk.

Eudicots

v eudicot rostliny, celý proces probíhá uvnitř ovule rostliny. Podrobnosti procesu se liší podle druhu, ale zde popsaný proces je běžný. Tento proces začíná jediným diploidní megasporocyt v jádře. Tento megasporocyt prochází meiotický buněčné dělení za vzniku čtyř buněk, které jsou haploidní. Tři buňky zemřou a jedna, která je od mikropyly nejvzdálenější, se vyvine do megaspóru. Tento megaspor se zvětšuje a jeho jádro prochází mitóza třikrát, dokud nebude osm jader. Těchto osm jader je poté uspořádáno do dvou skupin po čtyřech. Obě tyto skupiny posílají jádro do středu buňky, které se pak stává polárním jádrem. Tři buňky, které zůstaly na konci buňky poblíž mikropyláru, se staly vaječným aparátem s vaječnou buňkou uprostřed a dvěma synergidy. Kolem druhé sady jader se tvoří buněčná stěna a tvoří antipodaly. Buňky ve středu se vyvinou do centrální buňky. Celá tato struktura se svými osmi jádry se nazývá vak embrya.

Post-megagametogeneze

Megagametogeneze vytváří samičí gametofyt, který je nedílnou součástí opylování, což je u rostlin velmi prominentní proces. Mužský protějšek megagametogeneze se nazývá microgametogenesis. Mikrogametogeneze je proces tvorby mužského gametofytu. Během opylování komunikuje samice gametofytu s pylovou trubicí, aby zajistila, že přijde do styku s vajíčkem.[6] Když dojde ke kontaktu, pylová trubice roste skrz otvor mikropylu do synergické buňky, která v tomto případě zemře. Smrt synergické buňky signalizuje pylové trubici k uvolnění spermií.[6] Tento proces vytváří embryo, plášť osiva a endosperm, které se po opylování stanou rozhodujícími částmi osiva.[6]

Dopady

Opylování je základním procesem celosvětové produkce plodin.[10] Jeho úspěch je pro zemědělce ekonomicky zásadní.[10] Úspěch opylování je navíc vyžadován pro globální zabezpečení potravin. Cereálie nebo semena obilných plodin jsou nejdůležitější základní potravinou pro lidi po celém světě. Tvoří 48% kalorií spotřebovaných člověkem.[11]

Viz také

  • Megaspore - je to samičí část květu, ve které se tvoří semena. skládá se ze 7 částí: funicle, hilam, integuments, micropyle, chalaza, nucellus, embryosac
  • Mikrospora - je to mužská část květu, ve které jsou uložena pylová zrna.
  • Gametofyt

Reference

  1. ^ „QuickGO“. www.ebi.ac.uk. Citováno 2019-02-28.
  2. ^ A b Drews GN, Koltunow AM (26.12.2011). „Ženský gametofyt“. Kniha Arabidopsis. 9: e0155. doi:10.1199 / tab.0155. PMC  3268550. PMID  22303279.
  3. ^ A b C "ZFIN GO: Biologický proces: vývoj embryonálního vaku". zfin.org. Citováno 2019-03-21.
  4. ^ Dresselhaus T, Sprunck S, Wessel GM (únor 2016). „Mechanismy hnojení v kvetoucích rostlinách“. Aktuální biologie. 26 (3): R125-39. doi:10.1016 / j.cub.2015.12.032. PMC  4934421. PMID  26859271.
  5. ^ Song X, Yuan L, Sundaresan V (prosinec 2014). „Antipodální buňky přetrvávají oplodněním v samičím gametofytu Arabidopsis.“ Reprodukce rostlin. 27 (4): 197–203. doi:10.1007 / s00497-014-0251-1. PMID  25389024.
  6. ^ A b C d Yadegari R, Drews GN (01.06.2004). „Vývoj ženských gametofytů“. Rostlinná buňka. 16 Suppl (doplněk 1): S133-41. doi:10.1105 / tpc.018192. PMC  2643389. PMID  15075395.
  7. ^ de Boer-de-Jeu, M. J. (02.02.1978). „Ultrastrukturální aspekty megasporogeneze a zahájení megagametogeneze v liliu“. Bulletin de la Société Botanique de France. Actualités Botaniques. 125 (1–2): 175–181. doi:10.1080/01811789.1978.10826321. ISSN  0181-1789.
  8. ^ "Fyziologie rostlin, šesté vydání". 6e.plantphys.net. Citováno 2019-03-28.
  9. ^ Willemse MT, van Went JL (1984). Johri BM (ed.). Ženský gametofyt. Embryologie krytosemenných rostlin. Springer Berlin Heidelberg. str. 159–196. doi:10.1007/978-3-642-69302-1_4. ISBN  9783642693021.
  10. ^ A b Lautenbach S, Seppelt R, Liebscher J, Dormann CF (2012-04-26). „Prostorové a časové trendy přínosu globálního opylování“. PLOS ONE. 7 (4): e35954. Bibcode:2012PLoSO ... 735954L. doi:10.1371 / journal.pone.0035954. PMC  3338563. PMID  22563427.
  11. ^ Společnost, National Geographic (2011-09-21). "obilí". National Geographic Society. Citováno 2019-03-21.

Další čtení