VAD ÄR MEGASPOROGENESIS? - BIOLOGI

Den megasporogenesis är en process av sexuell reproduktion i angiospermer och gymnospermer i vilka megasporas bildas. Denna process involverar reduktion (meiotiska) celldelningar där äggstocksvävnaden och plantens stamceller ger upphov till embryonala säckar eller även kallade kvinnliga gametofyter.

Sporbildningsprocessen är avgörande för sexuell reproduktion av växter. Studien av detta och andra typer av embryologiska processer gör det möjligt att känna till evolutionära och taxonomiska aspekter av högre växter.

Utveckling av den kvinnliga gametophyten och embryot i örtväxten Arabidopsis sp. Tagen och redigerad från 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 (Cativeative)

Kunskapen om megasporogenesprocessen används för att förstå reproduktionen och uppnå den genetiska förbättringen av många växter med stort kommersiellt intresse för att få framgångsrika planteringscykler.

Metodbeskrivning

I angiospermer

Angiosperms är den grupp organismer som har den största förlängningen och mångfalden bland växter. De kännetecknas huvudsakligen av att producera blommor och frukter med frön, har en stor plasticitet av former och har anpassat sig för att leva nästan var som helst på planeten.

Ur en fylogenetisk synvinkel är denna grupp av växter monofyletisk, vilket indikerar att alla arter har en gemensam förfader och därför är deras klassificering naturlig.

I denna grupp växter börjar megasporogenes i ovarievävnad. Megasporernas modercell, genom två processer för meiotisk uppdelning (I och II), kommer att bilda fyra kärnor eller haploida megasporer (med hälften av den genetiska belastningen).

Av dessa fyra megasporer kommer de tre största eller högsta att degenerera eller genomgå celldöd, medan den minsta eller lägsta kommer att bli en funktionell megaspore.

Den funktionella megasporen kommer att ge upphov till embryosäcken eller megagametofyten (kvinnlig gamete). För att bilda embryosäcken måste ytterligare tre mitotiska uppdelningar förekomma, som kommer att bilda åtta kärnor, vilket ger upphov till embryosäcken.

I denna grupp av växter är minst tre mönster av megasporogenes kända:

Polygonum eller monosporisk

Detta förekommer i de flesta angiospermväxter. I denna process eller modell bildas en platta med celler efter meiotisk celldelning I och II, vilket ger upphov till fyra megasporer med en enda kärna vardera (ocyklöst), varav tre kommer att degenerera såsom indikerades i den tidigare allmänna processen, där embryosäcken bildas.

Alisma eller bisporic

I denna modell bildas en cellplatta efter meiotisk celldelning I, men inte efter meios II, vilket ger upphov till två binucleat-megasporer (två kärnor vardera), där endast en genomgår celldöd och den andra kommer att ge upphov till sacken embryonal.

Druse eller tetrasporic

I detta mönster bildas inte en cellplatta efter meiotiska celldelningar I och II, vilket ger upphov till en megaspore med fyra kärnor (tetranukleat).

I gymnospermer

Gymnospermer är långlivade växter som kan nå stora storlekar. De kännetecknas av att de presenterar mycket små och inte mycket pråliga blommor, de presenterar inte frukter och deras frön är nakna. Tallar och granar är till exempel gymnospermplantor.

Denna grupp av växter fylogenetiskt anses polyfyletisk, det vill säga de arter som utgör den kommer inte från samma gemensamma förfader. Så det är en onaturlig grupp.

Megasporogenes i denna typ av växter börjar också, som i angiospermer, med en modercell i megasporerna, som genom meiotiska celldelningsprocesser producerar fyra haploida celler (megasporer) på ett linjärt sätt.

Av de fyra bildade megasporerna är endast en funktionell och kommer att bilda den kvinnliga gametofyten (embryosäck); Denna kvinnliga gametofyt består av en vävnad där två eller tre strukturer som kallas archegonia (beroende på art) har bildats, typiskt för vissa gymnospermer som tallar.

I dessa archegonia kommer en annan mitotisk uppdelning att ske för att bilda en skrymmande äggcell för varje archegonia. Det sista steget kommer att variera mellan gymnospermarter. Archegonia lämnar öppningar eller hål genom vilka den manliga gametofyten kommer in.

I dessa växter kan denna process ta flera månader att slutföra, medan å andra sidan i angiospermer kan det bara ta timmar eller dagar.

Forskningsapplikationer

Taxonomi och systematik

Embryologiska studier fokuserade på systematik och taxonomi, försöker lösa de fylogenetiska förhållandena mellan olika grupper av organismer och anpassa, om fallet motiverar, deras taxonomiska klassificering.

I både växter och djur har sådana studier bidragit till att lösa taxonomiska hierarkier i högre taxor som klasser, beställningar eller familjer. Evolutionära embryologistudier på växter på artnivå är relativt knappa, även om de har fått viss styrka under de senaste decennierna.

Megasporogenesstudier har varit mycket användbara i att differentiera taxonomiska grupper över hela världen; till exempel studier på prydnadsväxter av släkten Crinum, Haemanthus och Hymenocallis.

jordbruk

Det har gjorts många studier inom embryologi, särskilt gametogenes av växter av kommersiellt intresse, såsom ris, potatis, majs, vete, sojabönor, bland många andra.

Dessa studier gjorde det möjligt att fastställa de ideala förhållandena för att förnya grödor och med större säkerhet veta synkroniseringstiderna mellan gamet, befruktning och utveckling av embryot, vilket följaktligen förbättrade kunskapen och tekniken som är tillämplig på de olika grödorna.

Livscykeln för en angiospermväxt. Hämtad och redigerad från: LadyofHats Mariana Ruiz. Översatt av Chabacano.

Genetik

Försök att uppnå genetisk förbättring av växter resulterar ofta i deras sterilitet. Megasporogenesisstudier och andra embryologiska analyser försöker avslöja vad som händer i reproduktionsprocessen, och vad som är anledningen till att embryona inte är livskraftiga.

Till exempel visade en studie publicerad av FAO 1985 att vissa potatiskloner var sterila, och analysen av mikrosporogenes och megasporogenes tillät slutsatsen att tepetum och endotelet hade tappat sin funktionella eller fysiologiska aktivitet.

Tapetum är en vävnad som ansvarar för att tillhandahålla näringsämnen till mikrosporerna under deras utveckling. På grund av denna aktivitetsförlust misslyckades processen att tillföra näringsämnen till pollen och den kvinnliga gametofyten. Som ett resultat av detta inträffade sterilitet i både kvinnliga och manliga faser.

referenser

Magaspore. På Wikipedia. Återställs från en.wikipedia.org.
R. Yadegari & GN Drews (2004). Kvinnlig gametofytutveckling. Växtcellen.
Morfologi av kärlväxter. Enhet 23, Reproduktion och pollinering. Återställdes från biologia.edu.ar.
Sporogenesis. EcuRed. Återställs från ecured.cu.
Sexuell reproduktion i Gymnosperms. Lumen. Återställs från kurser.lumenlearning.com.
Generaliteter av gymnospermer. Vetenskap och biologi. Återställs från Cienciaybiologia.com.
MB Raymúndez, M. Escala & N. Xena (2008). Megasporogenesis och megagametogenesis i hymenocallis caribaea (l.) Ört. (amaryllidaceae) och några kännetecken för dess sperma utveckling. Acta Botánica Venezuelica.
JS Jos & K. Bai Vijaya (1985) Sterilitet i en sötpotatisklon. Återställs från agris.fao.org.

VAD ÄR MEGASPOROGENESIS? - BIOLOGI - 2025