的大孢子发生是在其中形成megasporas在被子植物和裸子植物有性生殖的处理。此过程涉及减数分裂(减数分裂),其中卵巢组织和植物干细胞产生胚囊或也称为雌配子体。
孢子的形成过程对植物的有性繁殖至关重要。对这种和其他类型的胚胎学过程的研究,可以了解高等植物的进化和分类学方面。
草本植物拟南芥中雌配子体和胚的发育。摘自Double_fertilization_in_arabidopsis.jpg:* Female_gametophytic_and_early_zygotic_mutant_phenotypes_highlight_the_essential_role_of_corresponding_genes_for_reproductive_development.jpg:Johnston等人(衍生Ketative)衍生物(PC)
大孢子发生过程的知识用于了解许多具有高商业价值的植物的繁殖并实现遗传改良,从而获得成功的种植周期。
进度解析
在被子植物中
被子植物是植物之间最大的扩展和多样性的生物群。它们的主要特征是产生带有种子的花朵和水果,具有很大的可塑性,并且适合生活在地球上的几乎任何地方。
从系统发育的角度看,这组植物是单系统的,这表明所有物种都有共同的祖先,因此其分类是自然的。
在这组植物中,大孢子发生在卵巢组织中开始。大孢子的母细胞通过减数分裂的两个过程(I和II),将形成四个核或单倍体大孢子(遗传负荷的一半)。
在这四个大孢子中,最大或最高的三个将退化或经历细胞死亡,而最小或最低的将变为功能性大孢子。
功能性大孢子会产生胚囊或大型配子体(雌配子)。为了形成胚囊,必须再发生三个有丝分裂分裂,这将形成八个核,从而产生胚囊。
在这组植物中,至少知道三种大孢子发生的模式:
或单孢子
这发生在大多数被子植物中。在此过程或模型中,减数分裂细胞I和II分裂后形成细胞板,产生四个大孢子,每个大孢子具有单个核(单核),如先前的一般过程所示,其中三个将退化。胚囊形成的地方。
泽泻或双胞胎
在此模型中,细胞分裂是在减数分裂I分裂后形成的,而不是在减数分裂II后形成的,产生了两个双核大孢子(每个有两个核),其中只有一个经历了细胞死亡,另一个经历了囊胚胎的。
扩散性或四孔性
在这种模式下,减数分裂细胞I和II分裂后不会形成细胞板,这会产生具有四个核(四核)的大孢子。
在裸子植物中
裸子植物是长寿命的植物,能够长成大片。它们的特点是只呈现很小但不很艳丽的花朵,不表现出果实,种子是裸露的。例如,松树和冷杉是裸子植物。
这组植物在系统发育上被认为是多系植物,也就是说,组成该植物的物种并非来自同一共同祖先。因此,这是一个不自然的群体。
与被子植物一样,这种植物的大孢子发生也始于大孢子的母细胞,其通过减数分裂细胞分裂过程以线性方式产生四个单倍体细胞(大孢子)。
在形成的四个大孢子中,只有一个会起作用,并且会形成雌配子体(胚囊)。所说的雌配子体由一个组织组成,在该组织中形成了2或3个称为原始生物的结构(取决于物种),这是一些裸子植物(如松树)的典型特征。
在这些古菌中,将发生另一个有丝分裂分裂,从而为每个古菌形成一个庞大的卵细胞。这最后一个阶段将在裸子植物之间有所不同。Archegonia留下了雄配子体将进入的开口或孔。
在这些植物中,此过程可能需要数月才能完成,而在被子植物中,此过程可能只需要数小时或数天。
研究应用
分类学和系统学
胚胎学的研究重点是系统学和分类学,力求解决不同生物体之间的系统发育关系,并在情况允许的情况下适应其分类学分类。
在植物和动物中,此类研究都有助于解决较高类群中的分类层次,例如类,订单或家庭。尽管在最近几十年中已经获得了一些优势,但在物种水平上对植物进行进化胚胎学研究相对较少。
大孢子发生研究在区分世界各地的分类学组中非常有用。例如,对Crinum,Haemanthus和Hymenocallis属的观赏植物的研究。
农业
在胚胎学中已经进行了许多研究,特别是商业上感兴趣的植物,例如水稻,马铃薯,玉米,小麦,大豆等的配子发生。
这些研究使得有可能确定更新农作物的理想条件,并更有把握地了解配子,受精和胚胎发育之间的同步时间,从而提高了适用于不同农作物的知识和技术。
被子植物的生命周期。摘自并编辑:LadyofHats Mariana Ruiz。Chabacano翻译。
遗传学
试图实现植物遗传改良通常会导致其不育。大孢子发生研究和其他胚胎学分析试图揭示生殖过程中发生了什么,以及胚胎不能存活的原因。
例如,FAO在1985年发表的一项研究表明,某些马铃薯克隆是不育的,对微孢子发生和大孢子发生的分析可以得出结论,铁皮和内皮失去了功能或生理活性。
绒毡层是负责在小孢子发育期间向其提供营养的组织。由于这种活动的丧失,向花粉和雌配子体提供营养的过程失败了。结果,在雌性阶段和雄性阶段均发生了不育。
参考文献
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