ЧТО ТАКОЕ МЕГАСПОРОГЕНЕЗ? - БИОЛОГИЯ

Макроспорогенезе представляет собой процесс полового размножения в покрытосеменных и голосеменных , в которой формируется megasporas. Этот процесс включает редукционные (мейотические) деления клеток, когда ткань яичника и стволовые клетки растения дают начало зародышевым мешочкам, также называемым женскими гаметофитами.

Процесс образования спор важен для полового размножения растений. Изучение этого и других типов эмбриологических процессов позволяет узнать эволюционные и таксономические аспекты высших растений.

Развитие женского гаметофита и зародыша у травянистого растения Arabidopsis sp. Взято и отредактировано из Double_fertilization_in_arabidopsis.jpg: * Female_gametophytic_and_early_zygotic_mutant_phenotypes_highlight_the_essential_role_of_corresponding_genes_for_reproductive_development.jpg: Johnston et al.derivative) (рабочий)

Знание процесса мегаспорогенеза используется для понимания воспроизводства и достижения генетического улучшения многих растений, представляющих большой коммерческий интерес, с целью достижения успешных посадочных циклов.

Описание процесса

У покрытосеменных

Покрытосеменные - это группа организмов с наибольшим распространением и разнообразием среди растений. Для них характерны в основном цветы и плоды с семенами, они обладают большой пластичностью форм и приспособились к жизни практически в любой точке планеты.

С филогенетической точки зрения эта группа растений является монофилетической, что указывает на то, что все виды имеют общего предка и поэтому их классификация является естественной.

У этой группы растений мегаспорогенез начинается в ткани яичника. Материнская клетка мегаспор посредством двух процессов мейотического деления (I и II) сформирует четыре ядра или гаплоидные мегаспоры (с половиной генетической нагрузки).

Из этих четырех мегаспор самые большие или самые высокие три будут дегенерировать или претерпевают клеточную гибель, тогда как самая маленькая или самая низкая станут функциональными мегаспорами.

Функциональная мегаспора дает начало зародышевому мешку или мегагаметофиту (женской гамете). Чтобы сформировать зародышевый мешок, должны произойти еще три митотических деления, которые образуют восемь ядер, дающих начало зародышевому мешку.

У этой группы растений известны как минимум три закономерности мегаспорогенеза:

Полигонум или моноспористый

Это происходит у большинства покрытосеменных растений. В этом процессе или модели пластинка клеток формируется после мейотического деления клеток I и II, в результате чего образуются четыре мегаспоры с одним ядром каждая (без ядра), три из которых будут дегенерировать, как указано в предыдущем общем процессе, где образуется зародышевый мешок.

Ализма или биспорик

В этой модели клеточная пластинка формируется после мейотического деления клеток I, но не после мейоза II, давая начало двум двуядерным мегаспорам (по два ядра в каждой), в которых только одна подвергается гибели клетки, а другая дает начало мешочку. эмбриональные.

Друза или тетраспор

В этом паттерне клеточная пластинка не формируется после мейотических делений клеток I и II, что дает начало мегаспоре с четырьмя ядрами (четырехъядерными).

У голосеменных

Голосеменные растения - долгожители, способные достигать больших размеров. Для них характерны очень маленькие и не очень эффектные цветки, они не приносят плодов, а их семена голые. Например, сосны и ели - голосеменные растения.

Эта группа растений филогенетически считается полифилетической, то есть виды, составляющие ее, не происходят от одного и того же общего предка. Так что это неестественная группа.

Мегаспорогенез у растений этого типа также начинается, как и у покрытосеменных, с материнской клетки мегаспор, которая в результате процессов мейотического деления клеток линейно производит четыре гаплоидных клетки (мегаспоры).

Из четырех сформированных мегаспор только одна будет функциональной и сформирует женский гаметофит (зародышевый мешок); Этот женский гаметофит состоит из ткани, в которой сформированы 2 или 3 структуры, называемые архегониями (в зависимости от вида), типичные для некоторых голосеменных, таких как сосны.

В этих архегониях происходит еще одно митотическое деление, чтобы сформировать большую яйцеклетку для каждой архегонии. Эта последняя стадия будет варьироваться в зависимости от вида голосеменных. Архегонии оставляют отверстия или дыры, через которые будет проникать мужской гаметофит.

У этих растений этот процесс может занять несколько месяцев, тогда как у покрытосеменных растений он может занять всего несколько часов или дней.

Приложения для исследований

Таксономия и систематика

Эмбриологические исследования, сфокусированные на систематике и таксономии, стремятся разрешить филогенетические отношения между различными группами организмов и адаптировать, если это того требует случай, их таксономическую классификацию.

Как у растений, так и у животных такие исследования помогли разрешить таксономические иерархии в более высоких таксонах, таких как классы, отряды или семейства. Исследования эволюционной эмбриологии растений на уровне видов относительно немногочисленны, хотя в последние десятилетия они приобрели определенную силу.

Исследования мегаспорогенеза были очень полезны для дифференциации таксономических групп во всем мире; например, исследования декоративных растений родов Crinum, Haemanthus и Hymenocallis.

сельское хозяйство

Было проведено много исследований в области эмбриологии, особенно гаметогенеза растений, представляющих коммерческий интерес, таких как рис, картофель, кукуруза, пшеница, соя и многие другие.

Эти исследования позволили определить идеальные условия для возобновления сельскохозяйственных культур и узнать с большей уверенностью время синхронизации между гаметами, оплодотворением и развитием эмбриона, что, в свою очередь, позволило улучшить знания и технологии, применимые к различным культурам.

Жизненный цикл покрытосеменного растения. Взято и отредактировано: LadyofHats Mariana Ruiz. Перевод Чабакано.

генетика

Попытки добиться генетического улучшения растений часто приводят к их бесплодию. Исследования мегаспорогенеза и другие эмбриологические анализы стремятся выявить, что происходит в репродуктивном процессе и какова причина того, что эмбрионы нежизнеспособны.

Например, исследование, опубликованное ФАО в 1985 году, показало, что некоторые клоны картофеля были стерильными, а анализ микроспорогенеза и мегаспорогенеза позволил сделать вывод, что тепетум и эндотелий утратили свою функциональную или физиологическую активность.

Тапетум - это ткань, которая обеспечивает микроспоры питательными веществами во время их развития. Из-за этой потери активности процесс снабжения пыльцой и женским гаметофитом питательными веществами нарушился. В результате бесплодие произошло как в женской, так и в мужской фазах.

Ссылки

Magaspore. В Википедии. Восстановлено с en.wikipedia.org.
Р. Ядегари и Г. Н. Дрюс (2004). Развитие женского гаметофита. Растительная клетка.
Морфология сосудистых растений. Блок 23, Размножение и опыление. Получено с сайта biologia.edu.ar.
Спороношения. EcuRed. Восстановлено с ecured.cu.
Половое размножение голосеменных. Lumen. Получено с сайта course.lumenlearning.com.
Общие сведения о голосеменных. Наука и биология. Получено с Cienciaybiologia.com.
МБ Раймундес, М. Эскала и Н. Зена (2008). Мегаспорогенез и мегагаметогенез у hymenocallis caribaea (l.) Herb. (amaryllidaceae) и некоторые особенности его семенного развития. Acta Botánica Venezuelica.
JS Jos & K. Bai Vijaya (1985) Бесплодие в клоне сладкого картофеля. Получено с agris.fao.org.

ЧТО ТАКОЕ МЕГАСПОРОГЕНЕЗ? - БИОЛОГИЯ - 2025