Oddziaływanie słupków pyłkowych w roślinach kwitnących

Interakcja słupków pyłkowych w roślinach kwitnących!

Szczególną cechą rozmnażania płciowego u roślin okrytozalążkowych jest interakcja ziarna pyłku, męskiego gametofitu z masywną tkanką sporofityczną słupka (stygmatyzacją i stylem) przed wypuszczeniem męskich gamet w pobliżu jaja.

Dopiero po wyjaśnieniu samowykompatybilności uwidoczniło się znaczenie oddziaływania słupków pyłkowych.

Głównymi funkcjami, które mają być wykonywane podczas rozmnażania płciowego przez dowolny organizm, są:

(a) Stabilność gatunków.

(b) Utrzymanie odpowiedniego stopnia zmienności genetycznej w obrębie gatunku.

Organizmy reprodukujące się seksualnie mają zdolność rozpoznawania i wybierania odpowiednich gamety do zapłodnienia. Funkcja rozpoznawania i akceptacji partnerów godowych zależy od samych gamet. Kobiece gamety wytwarzają substancje chemiczne, które przyciągają męskie gamety.

W roślinach kwiatowych kobieca gameta jest obecna w woreczku zarodkowym, a zatem osadzona głęboko w jej wnętrzu w jądrze, które z kolei pokrywa się słupkiem, tworząc jajnik, styl i napiętnowanie. Ziarna pyłku (mikrospory) nie mają bezpośredniego dostępu do gamet kobiety.

Probówka pyłkowa pojawia się z porów zarodkowych obecnych na ziarnach pyłku. Cała zawartość ziarna pyłku migruje do łagiewki pyłkowej. Maksymalny wzrost zachodzi w rejonie czubka, a cytoplazma jest w większości ograniczona do regionu końcówki łagiewki pyłkowej. Aby ograniczyć cytoplazmę do końcówki łagiewki pyłkowej, w probówkach pyłkowych formuje się regularnie zatyczki.

Po osadzeniu na stygnie ziarno pyłku absorbuje ciecz z mokrej powierzchni stygmatu, rozszerza się, a żyłka wypływa przez porowate zarodki. Piętno odgrywa ważną rolę w kiełkowaniu ziarna pyłku. Stygmat wydziela płyn zawierający płyny, gumy, cukier i żywice.

Główną funkcją wydzielania stygmatów jest ochrona pyłków i stygmatyzacji przed dessication. W ziarnach pyłku Brassica przyklejają się do stygmatycznych brodawek z powodu "topienia reakcji ze sobą" z woskową powłoką naskórka spowodowaną przez enzym kutynazy. Ziarna pyłku mogą przyklejać się do napiętnowania przez śluzowate pasma np. Kosmos. Stygmat w wielu rodzinach tworzy odrosty papilose, które składają się z białek hydrofilowych.

Ziarna pyłku mogą kiełkować również na paczce (mikrosporangium), na powierzchni płatków, na stylu (w przypadku, gdy stygmaty zostały usunięte) w niektórych kleistych kwiatach. Okres żywotności pyłków różni się w zależności od gatunku.

Okres, w którym ziarna pyłku pozostają żywe, jest zmienny i zależy od istniejącej temperatury i wilgotności. W niektórych zbożach, takich jak ryż i pszenica, ziarna pyłku tracą żywotność w ciągu 30 minut. aw niektórych członkach rodziny różowatych, leguminowatych i solanowatych utrzymują żywotność przez wiele miesięcy.

Należy zaznajomić się z przechowywaniem nasienia / plemników wielu zwierząt, w tym ludzi, do sztucznego zapłodnienia. Możliwe jest przechowywanie ziaren pyłku wielu gatunków przez lata w ciekłym azocie (-196 ° C).

Takie przechowywane pyłki mogą być wykorzystywane jako banki pyłków, podobne do banków nasion, w programach do rozmnażania roślin itp. Niezwiązane ziarna pyłku zawierają wolne rybosomy. Montaż Polysome rozpoczyna się natychmiast po pobraniu wody. Enzymy wymagane do kiełkowania pyłku są produkowane w tym czasie.

Żywy pyłek kiełkuje piętno niezależnie od położenia probówki zarodkowej. Pyłek staje się nawodniony na stygmatyzacji, absorbuje wodę. Pęcznieje i kiełkuje, aby wytworzyć łagiewkę pyłkową. Uwodniony pyłek wykazuje wysoki stosunek r-RNA / t-RNA.

Rurki pyłkowe zawsze rosną w kierunku jajnika. Ścieżka pyłkowych rurek w słupku jest prowadzona przez wydzielanie zalążka. Stigmatyczny płyn zawiera substancje chemiczne, takie jak żywice, cukry i lipidy itp., Które zapewniają odpowiednią pożywkę do kiełkowania pyłków.

W ziarnach pyłku tuż poniżej obszaru apertury obecne są enzymy takie jak fosfataza alkaliczna, rybonukleaza, esteraza i amylaza. Pomagają w kiełkowaniu pyłków. Enzym Cutinase (w łagiewce pyłkowej) rozpuszcza kutynę w stygmacie w miejscu kontaktu. Poza tym kutynaza rozkłada również warstwę naskórka w kanałach kanałowych.

Zwykle jedna rura pyłkowa jest uformowana z ziarna pyłku (monosyfonu). Z ziarna (polisiphonu) może wydobywać się więcej niż jeden pyłek kwiatowy, ale tylko jeden z nich powoduje dalszy wzrost. W Asclepiadaceae i Orchidaceae wiele ziaren pyłku pyłkowicy może kiełkować jednocześnie, tworząc wiele probówek zarodkowych.

Oddziaływanie piętna pyłków determinuje kiełkowanie ziarna pyłku na stygmatyzacji. W tym przypadku stygmatyczna powierzchnia rozpoznaje specyficzne ziarno pyłku, a dopiero potem może się uwodnić i ostatecznie wykiełkować. W samozgodnym ziarnie pyłku niektóre czynniki na exnie mogą wywoływać reakcję odrzucenia na stygmatyczną powierzchnię.

Słupek jest odpowiednio wyposażony w urządzenia umożliwiające normalne funkcjonowanie pyłków tylko odpowiedniego typu krycia, inne są odrzucane. Stigma otrzymuje wiele pyłków przenoszonych przez powietrze lub przenoszonych przez owady, ale nie wszystkie pyłki, które osiągną piętno, skutecznie wpływają na nawożenie.

W roślinach kwitnących ogromne oddziaływanie pyłków-słupków, a następnie przeniesienie funkcji rozpoznawania i odrzucania z jajeczek na tkankę sporofityczną słupka, doprowadziło do udanego ustanowienia samowykompatybilności. Wszystkim gametom płci męskiej, które pochodzą z tego samego genotypu, skutecznie uniemożliwia się uzyskanie dostępu do żeńskiej gamet.

Z powodu interakcji słupków pyłkowych intensywna konkurencja rozwija się nawet w kompatybilnych gametach. Ziarna pyłku są stale poddawane silnej konkurencji w słupku. Tylko samce gamet z silnym łagiewkiem pyłkowym są w stanie dotrzeć do żeńskiej gamet.

Każda zgodna gameta, która pomyślnie nawiązuje początkowy kontakt z żeńską gametą, zwykle powoduje nawożenie. Konkurs intensywnej hodowli pyłków odpowiada za sukces okrytonasiennych roślin nad innymi grupami roślin. Oddziaływanie słupków pyłkowych ma duże znaczenie w biologii rozmnażania płciowego i powstawania nasion.

Badania takie dostarczyły cennych danych na temat struktury słupka, w szczególności stygmatyzacji w odniesieniu do jego funkcji. Słupek opracował mechanizmy rozpoznawania ziaren pyłku i umożliwienia wzrostu probówek z kompatybilnych; niezgodne probówki pyłkowe skutecznie uniemożliwiają dotarcie do żeńskiej gamet.