ČO JE MEGASPOROGENÉZA? - BIOLÓGIE

Megasporogenesis je proces pohlavného rozmnožovania v krytosemenných rastlín a nahosemenných rastlín, v ktorých sú vytvorené megasporas. Tento proces zahŕňa redukčné (meiotické) bunkové delenie, kde vaječníkové tkanivo a kmeňové bunky rastliny vedú k embryonálnym vakom alebo sa nazývajú aj ženské gametofyty.

Proces tvorby spór je nevyhnutný pri sexuálnej reprodukcii rastlín. Štúdium tohto a ďalších typov embryologických procesov umožňuje poznať vývojové a taxonomické aspekty vyšších rastlín.

Vývoj samičieho gametofytu a embrya v bylinnej rastline Arabidopsis sp. Vytvorené a upravené z 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 (talkativeKetative):

Znalosť procesu megasporogenézy sa používa na porozumenie rozmnožovania a dosiahnutie genetického zlepšenia mnohých rastlín s vysokým obchodným záujmom, aby sa dosiahli úspešné pestovacie cykly.

Popis procesu

V angiospermách

Angiospermy sú skupinou organizmov s najväčším rozšírením a rozmanitosťou medzi rastlinami. Vyznačujú sa najmä pestovaním kvetov a ovocia so semenami, majú veľkú plasticitu foriem a prispôsobili sa tak, aby mohli žiť takmer kdekoľvek na planéte.

Z fylogenetického hľadiska je táto skupina rastlín monofytická, čo naznačuje, že všetky druhy majú spoločného predka, a preto je ich klasifikácia prirodzená.

V tejto skupine rastlín megasporogenéza začína v ovariálnom tkanive. Materská bunka megaspor, prostredníctvom dvoch procesov meiotického delenia (I a II), vytvorí štyri jadrá alebo haploidné megaspory (s polovičnou genetickou záťažou).

Z týchto štyroch megasporov budú tri najväčšie alebo najvyššie degenerovať alebo podstúpia bunkovú smrť, zatiaľ čo najmenšie alebo najnižšie sa stanú funkčným megasporom.

Funkčný megaspor spôsobí vznik embrya vak alebo megagametofyt (samica gamete). Aby sa vytvoril embryový vak, musia sa vyskytnúť ďalšie tri mitotické delenia, ktoré budú tvoriť osem jadier, čím vznikne embryový vak.

V tejto skupine rastlín sú známe najmenej tri vzorce megasporogenézy:

Polygonum alebo monosporika

Toto sa vyskytuje vo väčšine rastlín angiospermu. V tomto postupe alebo modeli sa doštička buniek vytvorí po delení meiotických buniek I a II, čo vedie k vzniku štyroch megaspor, z ktorých každý má jedno jadro (neinokulované), z ktorých tri degenerujú, ako je uvedené v predchádzajúcom všeobecnom postupe, kde sa vytvára embryo vak.

Alisma alebo bisporic

V tomto modeli je bunková doska vytvorená po meiotickom delení buniek I, ale nie po meióze II, čo vedie k dvom dvojjadrovým megasporám (každé dve jadrá), v ktorých iba jedna prechádza bunkovou smrťou a druhá vedie k vzniku vaku. embryonálne.

Druse alebo tetrasporic

V tomto modeli sa bunková doštička nevytvára po meiotických bunkových divíziách I a II, čo vedie k vzniku megaspory so štyrmi jadrami (tetranuklid).

V telocvičniach

Gymnospermy sú rastliny s dlhou životnosťou, schopné dosiahnuť veľké veľkosti. Vyznačujú sa veľmi malými a málo nápadnými kvetmi, nepredstavujú plody a ich semená sú holé. Napríklad borovica a jedľa sú rastliny s podstavcom.

Táto skupina rastlín je fylogeneticky považovaná za polypyletickú, to znamená, že druhy, ktoré ju tvoria, nepochádzajú od jedného spoločného predka. Takže je to neprirodzená skupina.

Megasporogenéza v tomto type rastlín tiež začína, rovnako ako v angiospermoch, s materskou bunkou megaspor, ktorá pri procesoch delenia meiotických buniek produkuje lineárne štyri haploidné bunky (megaspory).

Z vytvorených štyroch megaspor bude funkčný iba jeden a bude tvoriť ženský gametofyt (embryo sac); uvedený ženský gametofyt pozostáva z tkaniva, v ktorom sa vytvorili 2 alebo 3 štruktúry nazývané archegónia (v závislosti od druhu), typické pre niektoré gymnospermy, ako sú borovice.

V tejto archegónii dôjde k ďalšiemu mitotickému deleniu, ktoré vytvorí objemnú vajíčkovú bunku pre každú archegóniu. Táto posledná etapa sa bude líšiť v závislosti od druhu gymnospermu. Archegónia zanecháva otvory alebo otvory, cez ktoré vstúpi mužský gametofyt.

V týchto rastlinách môže tento proces trvať niekoľko mesiacov, zatiaľ čo v angiospermách to môže trvať iba hodiny alebo dni.

Výskumné aplikácie

Taxonómia a systematika

Embryologické štúdie zamerané na systematiku a taxonómiu sa snažia vyriešiť fylogenetické vzťahy medzi rôznymi skupinami organizmov a prispôsobiť, ak je to opodstatnené, ich taxonomickú klasifikáciu.

U rastlín aj zvierat pomohli takéto štúdie vyriešiť taxonomické hierarchie vyšších taxónov, ako sú triedy, rády alebo rodiny. Evolučné embryologické štúdie na rastlinách na úrovni druhov sú pomerne obmedzené, hoci v posledných desaťročiach získali určitú silu.

Štúdie megasporogenézy boli veľmi užitočné pri rozlišovaní taxonomických skupín na celom svete; napríklad štúdie o okrasných rastlinách rodov Crinum, Haemanthus a Hymenocallis.

poľnohospodárstva

V embryológii sa uskutočnilo veľa štúdií, najmä gametogenéza rastlín komerčného záujmu, ako je ryža, zemiaky, kukurica, pšenica, sója.

Tieto štúdie umožnili určiť ideálne podmienky na obnovu plodín a s väčšou istotou poznať synchronizačné časy medzi gamétami, oplodnením a vývojom embrya, čo následne zlepšilo znalosti a technológie použiteľné pre rôzne plodiny.

Životný cyklus rastliny angiospermy. Prevzaté a upravené: LadyofHats Mariana Ruiz. Preložil Chabacano.

genetika

Pokusy dosiahnuť genetické zlepšenie rastlín často vedú k ich sterilite. Štúdie megasporogenézy a ďalšie embryologické analýzy sa usilujú odhaliť, čo sa deje v reprodukčnom procese a aký je dôvod, prečo embryá nie sú životaschopné.

Napríklad štúdia uverejnená FAO v roku 1985 ukázala, že určité klony zemiakov boli sterilné, a analýza mikrosporogenézy a megasporogenézy umožnila dospieť k záveru, že tepetum a endoteli stratili svoju funkčnú alebo fyziologickú aktivitu.

Tapetum je tkanivo zodpovedné za dodávanie živín do mikropórov počas ich vývoja. V dôsledku tejto straty aktivity zlyhal proces dodávania živín peľu a ženskému gametofytu. Výsledkom toho bola sterilita v ženskej aj mužskej fáze.

Referencie

Magaspore. Na Wikipédii. Obnovené z en.wikipedia.org.
R. Yadegari a GN Drews (2004). Vývoj ženských gametofytov. Rastlinná bunka.
Morfológia cievnych rastlín. Unit 23, Rozmnožovanie a opelenie. Získané z biologia.edu.ar.
Sporogenesis. Ecured. Získané z ecured.cu.
Sexuálna reprodukcia v gymnospermách. Lumen. Obnovené z kurzov.lumenlearning.com.
Všeobecnosti gymnosperiem. Veda a biológia. Získané z lokality Cienciaybiologia.com.
MB Raymúndez, M. Escala a N. Xena (2008). Megasporogenéza a megagametogenéza v Hymenocallis caribaea (l.) Herb. (amaryllidaceae) a niektoré charakteristiky jeho základného vývoja. Acta Botánica Venezuelica.
JS Jos a K. Bai Vijaya (1985) Sterilita v klope sladkých zemiakov. Získané z agris.fao.org.

ČO JE MEGASPOROGENÉZA? - BIOLÓGIE - 2026