Мегагаметогенез

Мегагаметогенез — это процесс созревания женского гаметофита, или мегагаметофита, у растений. ^{[ 1 ]} В процессе мегагаметогенеза мегаспора, возникающая в результате мегаспорогенеза, развивается в зародышевый мешок, в котором размещается женская гамета. ^{[ 2 ]} Эти мегаспоры затем развиваются в гаплоидные женские гаметофиты. ^{[ 2 ]} Это происходит внутри яйцеклетки, которая находится внутри яичника. ^{[ 3 ]}

Процесс

Перед мегагаметогенезом развивающийся эмбрион подвергается мейозу во время процесса, называемого мегаспорогенезом. Далее три из четырех мегаспор распадаются, оставляя только ту мегаспору, которая подвергнется мегагаметогенезу. ^{[ 3 ]} Следующие шаги показаны на рисунке 1 и подробно описаны ниже.

Оставшаяся мегаспора подвергается митозу. В результате образуется структура с двумя ядрами, также называемая двуядерным эмбриональным мешком.
Два ядра мигрируют к противоположным сторонам эмбрионального мешка.
Затем каждое гаплоидное ядро подвергается двум раундам митоза, в результате чего на каждом конце эмбрионального мешка образуется по 4 гаплоидных ядра.
Одно ядро из каждого набора из 4 мигрирует в центр зародышевого мешка. Они образуют двуядерную материнскую клетку эндосперма. В результате остаются три ядра на микропилярном конце и три оставшихся ядра на антиподальном конце. Ядра на конце микропиляра состоят из яйцеклетки, двух синергидных клеток и микропиле - отверстия, через которое пыльцевая трубка проникает в структуру. ^{[ 4 ]} Ядра на антиподальном конце известны просто как антиподальные клетки. ^{[ 5 ]} Эти клетки участвуют в питании эмбриона, но часто подвергаются запрограммированной гибели клеток до того, как произойдет оплодотворение. ^{[ 3 ]}
Клеточные пластинки формируются вокруг антиподальных ядер, яйцеклеток и синергидных клеток. ^{[ 6 ]}

Вариации

Растения демонстрируют три основных типа мегагаметогенеза. Основное различие между этими тремя типами заключается в количестве гаплоидных ядер в функциональной мегаспоре, участвующей в мегагаметогенезе. ^{[ 7 ]}

моноспорический

Выше описан наиболее распространенный тип мегагаметогенеза — моноспорический мегагаметогенез. Этот тип мегагеметогенеза позволяет только одной мегаспоре подвергаться мегагаметогенезу, в то время как три других подвергаются запрограммированной гибели клеток. ^{[ 8 ]}

Биспорик

Как следует из названия, биспорический мегагаметогенез включает два генетически различных гаплоидных ядра. ^{[ 9 ]}

Эти два ядра подвергаются митозу.
Затем ядра на микропилярном конце структуры подвергаются второму раунду митоза.
Затем ядра перестраиваются, образуя трехъядерную материнскую клетку эндосперма и характерное расположение микропилярного конца с яйцеклеткой и двумя синергидными клетками.
Клеточные пластинки формируются вокруг яйцеклетки и синергидных клеток.

Эвдикоты

У эвдикотовых растений весь процесс происходит внутри семязачатка растения. Детали процесса различаются в зависимости от вида, но описанный здесь процесс является общим. Этот процесс начинается с одного диплоидного мегаспороцита в ядре. Этот мегаспороцит подвергается мейотическому делению клеток с образованием четырех гаплоидных клеток . Три клетки погибают, а одна, наиболее удаленная от микропиле, развивается в мегаспору. Эта мегаспора становится больше, и ее ядро подвергается митозу трижды , пока не образуется восемь ядер. Эти восемь ядер затем объединяются в две группы по четыре ядра. Обе эти группы посылают ядро в центр клетки, которое затем становится полярным ядром. Три клетки, оставшиеся на конце клетки возле микропиляра, становятся яйцевым аппаратом с яйцеклеткой в центре и двумя синергидами. Клеточная стенка формируется вокруг другого набора ядер и образует антиподы. Клетки в центре развиваются в центральную клетку. Вся эта структура с восемью ядрами называется зародышевым мешком.

Пост-мегагаметогенез

Мегагаметогенез создает женский гаметофит, который является неотъемлемой частью опыления, очень важного процесса у растений. Мужской аналог мегагаметогенеза называется микрогаметогенезом. Микрогаметогенез – это процесс образования мужского гаметофита. Во время опыления женский гаметофит сообщается с пыльцевой трубкой, обеспечивая контакт с семязачатком. ^{[ 6 ]} При контакте пыльцевая трубка прорастает через отверстие микропиле в синергидную клетку, которая при этом погибает. Гибель синергидной клетки сигнализирует пыльцевой трубке о необходимости выпустить сперму. ^{[ 6 ]} В результате этого процесса создаются зародыш, семенная оболочка и эндосперм, которые после опыления становятся важнейшими частями семени. ^{[ 6 ]}

Подразумеваемое

Опыление является важным процессом глобального производства сельскохозяйственных культур. ^{[ 10 ]} Его успех экономически важен для фермеров. ^{[ 10 ]} Кроме того, успех опыления необходим для глобальной продовольственной безопасности. Зерновые, или семена зерновых культур, являются наиболее важным основным продуктом питания для людей во всем мире. Они составляют 48% калорий, потребляемых человеком. ^{[ 11 ]}

См. также

Мегаспора — это женская часть цветка, в которой образуются семена. Состоит из 7 частей: жгутик, хилам, интегументы, микропиле, халаза, нуцеллус, зародышевый мешок.
Микроспора — это мужская часть цветка, в которой хранятся пыльцевые зерна.
Гаметофит

Ссылки

^ «БыстрыйГО» . www.ebi.ac.uk. Проверено 28 февраля 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б Дрюс Г.Н., Колтунов А.М. (26 декабря 2011 г.). «Женский гаметофит» . Книга «Арабидопсис» . 9 : e0155. дои : 10.1199/tab.0155 . ПМК 3268550 . ПМИД 22303279 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с «ZFIN GO: Биологический процесс: развитие эмбрионального мешка» . zfin.org . Проверено 21 марта 2019 г.
^ Дрессельхаус Т., Спрунк С., Вессель Г.М. (февраль 2016 г.). «Механизмы оплодотворения цветковых растений» . Современная биология . 26 (3): Р125-39. дои : 10.1016/j.cub.2015.12.032 . ПМЦ 4934421 . ПМИД 26859271 .
^ Сун Икс, Юань Л, Сундаресан В (декабрь 2014 г.). «Антиподальные клетки сохраняются за счет оплодотворения в женском гаметофите Arabidopsis». Размножение растений . 27 (4): 197–203. дои : 10.1007/s00497-014-0251-1 . ПМИД 25389024 . S2CID 9620746 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Ядегари Р., Дрюс Г.Н. (1 июня 2004 г.). «Развитие женского гаметофита» . Растительная клетка . 16 Приложение (приложение 1): S133-41. дои : 10.1105/tpc.018192 . ПМЦ 2643389 . ПМИД 15075395 .
^ де Бур-де-Же, MJ (2 февраля 1978 г.). «Ультраструктурные аспекты мегаспорогенеза и инициация мегагаметогенеза у Lilium» . Бюллетень Ботанического общества Франции. Ботанические новости . 125 (1–2): 175–181. дои : 10.1080/01811789.1978.10826321 . ISSN 0181-1789 .
^ «Физиология растений, шестое издание» . 6e.plantphys.net . Проверено 28 марта 2019 г.
^ Виллемс М.Т., ван Вент Дж.Л. (1984). «Женский гаметофит». В Джохри Б.М. (ред.). Эмбриология покрытосеменных растений . Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 159–196. дои : 10.1007/978-3-642-69302-1_4 . ISBN 9783642693021 .
^ Jump up to: ^а ^б Лаутенбах С., Зеппельт Р., Либшер Дж., Дорманн К.Ф. (26 апреля 2012 г.). «Пространственные и временные тенденции глобального опыления приносят пользу» . ПЛОС ОДИН . 7 (4): e35954. Бибкод : 2012PLoSO...735954L . дои : 10.1371/journal.pone.0035954 . ПМЦ 3338563 . ПМИД 22563427 .
^ "зерно" . Национальное географическое общество . 21 сентября 2011 г. Проверено 21 марта 2019 г.

Дальнейшее чтение

Рэйвен П.Х., Эверт Р.Ф., Эйххорн С.Е. (2005). «19». Биология растений (7-е изд.). У. Х. Фриман. стр. 442–449 . ISBN 9781572590410 .

[1] «БыстрыйГО» . www.ebi.ac.uk. Проверено 28 февраля 2019 г.

[:0-2] Jump up to: ^а ^б Дрюс Г.Н., Колтунов А.М. (26 декабря 2011 г.). «Женский гаметофит» . Книга «Арабидопсис» . 9 : e0155. дои : 10.1199/tab.0155 . ПМК 3268550 . ПМИД 22303279 .

[:1-3] Jump up to: ^а ^б ^с «ZFIN GO: Биологический процесс: развитие эмбрионального мешка» . zfin.org . Проверено 21 марта 2019 г.

[4] Дрессельхаус Т., Спрунк С., Вессель Г.М. (февраль 2016 г.). «Механизмы оплодотворения цветковых растений» . Современная биология . 26 (3): Р125-39. дои : 10.1016/j.cub.2015.12.032 . ПМЦ 4934421 . ПМИД 26859271 .

[5] Сун Икс, Юань Л, Сундаресан В (декабрь 2014 г.). «Антиподальные клетки сохраняются за счет оплодотворения в женском гаметофите Arabidopsis». Размножение растений . 27 (4): 197–203. дои : 10.1007/s00497-014-0251-1 . ПМИД 25389024 . S2CID 9620746 .

[:2-6] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Ядегари Р., Дрюс Г.Н. (1 июня 2004 г.). «Развитие женского гаметофита» . Растительная клетка . 16 Приложение (приложение 1): S133-41. дои : 10.1105/tpc.018192 . ПМЦ 2643389 . ПМИД 15075395 .

[7] де Бур-де-Же, MJ (2 февраля 1978 г.). «Ультраструктурные аспекты мегаспорогенеза и инициация мегагаметогенеза у Lilium» . Бюллетень Ботанического общества Франции. Ботанические новости . 125 (1–2): 175–181. дои : 10.1080/01811789.1978.10826321 . ISSN 0181-1789 .

[8] «Физиология растений, шестое издание» . 6e.plantphys.net . Проверено 28 марта 2019 г.

[9] Виллемс М.Т., ван Вент Дж.Л. (1984). «Женский гаметофит». В Джохри Б.М. (ред.). Эмбриология покрытосеменных растений . Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 159–196. дои : 10.1007/978-3-642-69302-1_4 . ISBN 9783642693021 .

[:3-10] Jump up to: ^а ^б Лаутенбах С., Зеппельт Р., Либшер Дж., Дорманн К.Ф. (26 апреля 2012 г.). «Пространственные и временные тенденции глобального опыления приносят пользу» . ПЛОС ОДИН . 7 (4): e35954. Бибкод : 2012PLoSO...735954L . дои : 10.1371/journal.pone.0035954 . ПМЦ 3338563 . ПМИД 22563427 .

[11] "зерно" . Национальное географическое общество . 21 сентября 2011 г. Проверено 21 марта 2019 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]