SPIRA: STRUKTUR AV ETT FRÖ, PROCESS, TYPER - BIOLOGI - 2025

Den groning är den process genom vilken innehållet embryot i frön från spermatofytväxter utvecklas för att resultera i en ny anläggning, och kännetecknas av den utskjutande delen av roten utåt fröskal eller seedcoat.

I växtkungariket är spermatofyter den grupp växter som kallas "högre växter", som har ett avgörande kännetecken för produktion av frön som ett resultat av deras sexuella reproduktion, från vilken det härleder sitt namn, eftersom "sperma" på grekiska betyder utsäde.

Spira av en dikotyledonös växt (Källa: MAKY.OREL via Wikimedia Commons)

Gruppen av spermatofyter består av blommande växter eller angiospermer och icke-blommande växter eller gymnospermer, som producerar frön inneslutna i en struktur som kallas "äggstock" respektive nakna frön.

Spirning av ett frö, oavsett dess typ, kan förstås som uppsättningen på varandra följande steg som gör ett lugnt eller vilande frö, med ett lågt vatteninnehåll, visar en ökning av dess allmänna metaboliska aktivitet och börjar bildandet av en plantor från embryot inuti.

Det exakta ögonblicket där groddningen slutar och tillväxten börjar är mycket svårt att definiera, eftersom groddningen specifikt har definierats som brottet av kärntäckningen som i sig självt redan är resultatet av tillväxt (celldelning och töjning) .

Det finns flera faktorer som påverkar spirande processen, många av dem endogena (livskraft, utvecklingsgraden av embryot, etc.) och exogent (tillgänglighet av vatten, temperatur och atmosfärisk sammansättning, till exempel).

Fröstruktur

Angiospermväxter har frön med en relativt enkel struktur eftersom de består av ett embryo (produkt från befruktningen av ägget av pollenkornet) som omges av en täckning som kallas ”embryosäcken”, som också härrör från befruktningsprocessen.

Fröskiktet kallas testa och är produkten av utvecklingen av de inre integumenten i ägglossningen. Embryot livnär sig av ett ämne där det är nedsänkt, endospermen, som också kan bli en rudimentär vävnad i de växter med cotyledoner.

Cotyledons är primära blad som kan uppfylla näringsfunktioner för embryot och kan vara ansvariga för fotosyntesen av plantan som bildas när fröet groddar.

Mängden reservämne är mycket varierande bland frönen, särskilt vad gäller sammansättningen av proteiner, fetter och kolhydrater de har. Emellertid är huvudsakliga lagringsämnen i frönen, i större eller mindre utsträckning, vanligtvis stärkelse.

Embryot är en grundläggande struktur för ett frö. Det kan ses som en "miniatyrväxt" och består av en radikel, en plumule eller epicotyl (ovanför där cotyledon är), en eller flera cotyledoner och en hypocotyl (under cotyledonerna).

Från radikeln bildas därefter roten, som är den underjordiska delen av en växt; epicotylen kommer senare att vara huvudaxeln för stammen, i antennpartiet; medan hypokotylen är den del av embryot som förenar radikeln med plumulen eller epikotylen, det vill säga som förenar stammen med roten i den vuxna växten.

Det är viktigt att notera att det finns en stor mångfald av frön i naturen, särskilt med avseende på storlek, form, färg och allmän struktur, inte räknas med deras fysiska egenskaper.

Process (steg)

Alla mogna frön är i ett tillstånd känt som lugn, varvid dessa utbredningsstrukturer kan motstå långvariga perioder där de gynnsamma förhållandena som krävs för spiring inte är på plats.

Fröets stillhet vändes i närvaro av vatten, med en lämplig atmosfärisk sammansättning och temperatur (beroende på naturligtvis frönstyp).

Spirning, när väl stillhet har gått, inkluderar processer som är vanliga i fysiologin hos växter:

- andningen

- vatten absorption

- omvandling av "mat" till lösliga ämnen

- syntes av enzymer och hormoner

- kväve- och fosformetabolism

- omlokalisering av kolhydrater, hormoner, vatten och mineraler till meristema och

- bildning av vävnader.

Växtfysiologer har emellertid definierat tre specifika stadier som är: utbrott, cellförlängning och ökning av antalet celler (celldelning), det senare beroende på olika genetiska och molekylära händelser.

insug

Vatteninnehållet i ett moget frö är avsevärt lågt, vilket gynnar vävnadens metaboliska dödlighet. Således är det första steget i grodd av ett frö absorption av vatten, som är känt som sönderfall.

Imbibitionen återställer turgorn hos embryocellerna, som tidigare plasmolyserades på grund av den lilla storleken på deras nästan tomma vakuoler.

Under de första timmarna av detta steg observeras inga kemiska förändringar i frönna, liksom någon typ av aktivitet som är förknippad med förlängningen eller förlängningen av cellväggarna, etc.

Strax därefter möjliggör hydrering av vävnaderna (under gynnsamma förhållanden för atmosfär och temperatur) aktivering av organeller och cellulära enzymer, särskilt av mitokondrierna. Denna aktivering främjar också syntesen av hormoner och proteiner, nödvändiga för efterföljande händelser.

Förlängning och ökning av antalet celler (delning)

Efter några timmars uppsamling (beroende på graden av uttorkning av fröna) kan man tänka på förlängningen av cellerna som tillhör radikeln, vilket gör att denna struktur kan sträcka sig och komma ut från ytan som täcker den.

De första celldelningarna inträffar i rotmeristem, just vid den tidpunkt då radikeln "bryter" vävnaden som täcker den. För närvarande observeras några cytologiska förändringar, såsom det mer framträdande utseendet på kärnan i varje cell.

Steg i grodd av ett A. thaliana frö (Källa: Alena Kravchenko via Wikimedia Commons)

Fröskiktet eller testan korsas eller bryts av den primära roten, som representeras av radikeln, varefter den hypokotyledoniska axeln fortsätter förlängningsprocessen. Cotyledonerna förblir inuti testan under denna process, oavsett typ av groddning.

Medan denna process pågår beror näring av de embryonala cellerna på aktiviteten hos enzymerna som är ansvariga för nedbrytningen av kolhydrater och reservfetter i endospermen och / eller cotyledonerna, aktivitet helt beroende av den föregående uppsamlingsprocessen.

Typer av groddning

Typerna av grodd har definierats i enlighet med kotyledons öde när plantan bildas från embryot. De två mest kända typerna är epigeal germination och hypogeal germination.

Diagram över groddprocessen för ett ärtsfrö (Källa: Germination.svg: * Germination.png: Kat1992derivativt arbete: Begoonderivative work: Begoon via Wikimedia commons)

Epigeal germination

Det förekommer i många träiga växter, inklusive gymnospermer, och kännetecknas av att cotyledonerna dyker upp från jorden som "pressade" av den långsträckta epikotylen.

Hypogeal spiring

Det inträffar när cotyledonerna förblir i den underjordiska delen, medan epikotylen växer upprätt och fotosyntetiska blad utvecklas från den. Det är vanligt för många växtarter, exempelvis lönn, kastanj och gummiträd.

referenser

1. Bewley, JD (1997). Frö spiring och vilande. Växtcellen, 9 (7), 1055.
2. Copeland, LO, & McDonald, MF (2012). Principer för frövetenskap och teknik. Springer Science & Business Media.
3. Nabors, MW (2004). Introduktion till botanik (nr 580 N117i). Pearson.
4. Srivastava, LM (2002). Frö spiring, mobilisering av livsmedelsreserver och sovsval. Växttillväxt och utveckling: Hormoner och miljö. Academic Press: Cambridge, MA, 447-471.
5. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM, & Murphy, A. (2015). Växtfysiologi och utveckling.
6. Toole, EH, Hendricks, SB, Borthwick, HA, & Toole, VK (1956). Fysiologi för frögroning. Årlig granskning av växtfysiologi, 7 (1), 299-324.
7. Tuan, PA, Sun, M., Nguyen, TN, Park, S., & Ayele, BT (2019). Molekylära mekanismer för frögroning. I groddkorn (s. 1-24). AACC International Press.