- Opis procesa
- Kod angiosperma
- Poligonum ili monospor
- Alisma ili bisporna
- Druza ili tetraspor
- U gymnosperms
- Primjene u istraživanju
- Taksonomija i sistematika
- uzgoj
- Genetika
- Reference
Megasporogenesis je proces seksualne reprodukcije u angiosperme i golosjemenjača u kojima nastaju megasporas. Ovaj proces uključuje redukcijske (mejotske) stanične podjele gdje tkivo jajnika i matične stanice biljke stvaraju embrionalne vrećice ili se također nazivaju ženskim gametofitima.
Proces stvaranja spora neophodan je za spolnu reprodukciju biljaka. Proučavanje ove i drugih vrsta embrioloških procesa omogućava upoznavanje evolucijskih i taksonomskih aspekata viših biljaka.
Razvoj ženskog gametofita i embrija u zeljastoj biljci Arabidopsis sp. Preuzeto i uređeno iz Double_fertilization_in_arabidopsis.jpg: * Female_gametophytic_and_early_zygotic_mutant_phenotypes_highlight_the_essential_role_of_corresponding_genes_for_reproductive_development.jpg: Johnston i dr.
Poznavanje procesa megasporogeneze koristi se za razumijevanje reprodukcije i postizanje genetskog poboljšanja mnogih biljaka s velikim komercijalnim interesom, u cilju postizanja uspješnih ciklusa sadnje.
Opis procesa
Kod angiosperma
Angiospermi su skupina organizama s najvećim širenjem i raznolikošću među biljkama. Karakteriziraju ih uglavnom proizvodnjom cvijeća i plodova sa sjemenkama, imaju veliku plastičnost oblika i prilagodili su se životu gotovo bilo gdje na planeti.
S filogenetskog stajališta, ova je skupina biljaka monofiletna, što ukazuje da sve vrste imaju zajedničkog pretka i stoga je njihova klasifikacija prirodna.
U ovoj skupini biljaka započinje megasporogeneza u tkivu jajnika. Matična ćelija megaspora kroz dva procesa mejotske podjele (I i II) formirat će četiri jezgre ili haploidne megaspore (s pola genetskog opterećenja).
Od ove četiri megaspore najveća ili najviša tri će se degenerirati ili proći kroz staničnu smrt, dok će najmanji ili najniži postati funkcionalni megaspore.
Funkcionalni megaspore stvorit će embrionsku vrećicu ili megagametofit (žensku gametu). Da bi se formirala embrionska vrećica, moraju se dogoditi još tri mitotičke podjele, koje će tvoriti osam jezgara, što će dovesti do vreće embrija.
U ovoj skupini biljaka poznata su najmanje tri obrasca megasporogeneze:
Poligonum ili monospor
To se događa kod većine biljaka angiosperma. U ovom se procesu ili modelu formira ploča stanica nakon mejotske diobe I i II ćelije, čime se stvaraju četiri megaspore s jednim jezgrom (neiscrpno), od kojih će se tri degenerirati kao što je naznačeno u prethodnom općem procesu, gdje se formira zametak vrećica.
Alisma ili bisporna
U ovom modelu ćelijska ploča nastaje nakon mejotske diobe I stanice, ali ne i nakon mejoze II, stvarajući dvije binukleatne megaspore (po dvije jezgre) u kojima samo jedna podliježe staničnoj smrti, a druga će stvoriti vrećicu embrionalne.
Druza ili tetraspor
U ovom se obrascu stanična ploča ne formira nakon podjela I i II na mejotičkoj stanici, što rezultira megasporom s četiri jezgre (tetranuleat).
U gymnosperms
Gimnospermi su dugovječne biljke, sposobne dostići velike veličine. Karakteriziraju ih vrlo malim i ne baš uočljivim cvjetovima, ne predstavljaju plodove, a sjeme im je golo. Na primjer, borovi i jele su biljke gymnosperm.
Ova skupina biljaka filogenetski se smatra polifiletnom, odnosno vrste koje je čine ne potječu od istog uobičajenog pretka. Dakle, to je neprirodna skupina.
Megasporogeneza kod ove vrste biljaka također započinje, kao i kod angiosperma, matičnom stanicom megaspora, koja postupkom diobe ćelije mejotičkim ćelijama linearno stvara četiri haploidne stanice (megaspore).
Od četiri formirane megaspore samo će jedna biti funkcionalna i oblikovat će ženski gametofit (zametak vrećice); navedeni ženski gametofit sastoji se od tkiva u kojem su formirane 2 ili 3 strukture nazvane arhegonija (ovisno o vrsti), tipične za neke gimnosperme poput bora.
U tim će se arhegonijama pojaviti još jedna mitotička podjela koja će formirati glomaznu jajnu ćeliju za svaku arhegoniju. Posljednja faza ovisit će o vrstama gymnosperma. Arhegonija ostavlja otvore ili rupe kroz koje će ući muški gametofit.
U tim biljkama ovaj postupak može trajati nekoliko mjeseci, dok kod krhkih štropnjaka s druge strane može trajati samo nekoliko sati ili dana.
Primjene u istraživanju
Taksonomija i sistematika
Embriološke studije usredotočene na sistematiku i taksonomiju nastoje razriješiti filogenetske veze između različitih skupina organizama i prilagoditi se, ako to zahtijeva slučaj, njihovoj taksonomskoj klasifikaciji.
I u biljkama i na životinjama, ova su istraživanja pomogla razriješiti taksonomske hijerarhije u višim svojtama kao što su klase, redovi ili obitelji. Studije evolucijske embriologije u biljkama na razini vrste relativno su rijetke, iako su posljednjih desetljeća stekle određenu snagu.
Studije megasporogeneze bile su vrlo korisne u razlikovanju taksonomskih skupina u cijelom svijetu; na primjer, studije o ukrasnim biljkama roda Crinum, Haemanthus i Hymenocallis.
uzgoj
Provedeno je mnogo studija iz embriologije, posebno gametogeneze biljaka od komercijalnog interesa, poput riže, krumpira, kukuruza, pšenice, soje.
Te su studije omogućile utvrđivanje idealnih uvjeta za obnavljanje usjeva i pouzdano poznavanje vremena sinkronizacije gameta, oplodnje i razvoja embrija, posljedično poboljšavajući znanje i tehnologiju primjenjivu na različite kulture.
Životni ciklus biljke angiosperma. Preuzeto i uredio iz: LadyofHats Mariana Ruiz. Preveo Chabacano.
Genetika
Pokušaji postizanja genetskog poboljšanja biljaka često rezultiraju njihovom sterilnošću. Studije megasporogeneze i druge embriološke analize nastoje otkriti što se događa u reproduktivnom procesu i šta je uzrok zbog kojeg embriji nisu održivi.
Na primjer, studija koju je 1985. objavio FAO pokazala je da su određeni klonovi krumpira sterilni, a analiza mikrosporogeneze i megasporogeneze omogućila je zaključak da su tepetum i endotel izgubili funkcionalnu ili fiziološku aktivnost.
Tapetum je tkivo zaduženo za opskrbu hranjivim tvarima u mikrosporima tijekom njihova razvoja. Zbog ovog gubitka aktivnosti, proces opskrbe hranjivim tvarima peludi i ženskog gametofita nije uspio. Kao rezultat toga, došlo je do sterilnosti u ženskoj i muškoj fazi.
Reference
- Magaspore. Na Wikipediji. Oporavilo s en.wikipedia.org.
- R. Yadegari & GN Drews (2004). Razvoj ženskog gametofita. Biljna stanica.
- Morfologija vaskularnih biljaka. Jedinica 23, Razmnožavanje i oprašivanje. Oporavak od biologia.edu.ar.
- Sporogenesis. EcuRed. Oporavak od eured.cu.
- Seksualna reprodukcija u gimnospermima. Lumen. Oporavak s tečajeva.lumenlearning.com.
- Općenitost gimnospermija. Znanost i biologija. Oporavilo s Cienciaybiologia.com.
- MB Raymúndez, M. Escala i N. Xena (2008). Megasporogeneza i megagametogeneza u biljci hymenocallis caribaea (l.). (amaryllidaceae) i neke karakteristike njegovog sjemenskog razvoja. Acta Botánica Venezuelica.
- JS Jos & K. Bai Vijaya (1985) Sterilnost u klonu slatkog krumpira. Oporavak od agris.fao.org.