Düngung in Pflanzen: Keimung von Pollen; Nachbefruchtung und andere Details

Düngung in Pflanzen: Keimung von Pollen; Nachbefruchtung und andere Details!

Die Verschmelzung von männlichen und weiblichen Gameten wird als Befruchtung bezeichnet. Die Befruchtung in Angiospermen beinhaltet zwei Kernfusionen, eine zwischen einem der männlichen Gameten und dem Ei und die andere zwischen dem zweiten männlichen Gameten und dem Sekundärkern der Polkerne.

Die erste dieser Fusionen, die als generative Befruchtung bezeichnet wird, führt zur Bildung einer Zygote und die zweite, vegetative Befruchtung, führt zur Bildung eines triploiden primären Endospermkernes. Die Zygote führt dazu, dass der Embryo und der primäre Kern des Endosperms zu einem triploiden Nährstoffgewebe namens Endosperm werden. Daher verdoppelt der Begriff die Befruchtung. Man findet es nur in Angiospermen, wo Nawaschin es 1898 erstmals in Fritillaria und Lilium entdeckte.

Keimung von Pollen:

In Samenpflanzen werden die männlichen Gameten durch ein Pollenrohr (Strasburger, 1884) zu dem eihaltigen weiblichen Gametophyten gebracht. Das Phänomen wird Siphonogamie genannt. Eine große Anzahl von Pollenkörnern keimt über die Papillose-stigmatische Oberfläche. Bei der Stigmatisierung absorbiert das Pollenkorn Wasser und Nährstoffe aus dem stigmatischen Sekret durch seine Keimporen.

Die Röhre oder die vegetative Zelle vergrößert sich. Es kommt durch eine der Keimporen oder Keimfurchen aus dem Pollenkorn heraus und bildet einen Pollenschlauch. Der Pollenschlauch ist mit Intin bedeckt. Es sekretiert Pektinasen und andere hydrolytische Enzyme, um im Stil einen Durchgang zu schaffen, falls dieser fest ist. Der Pollenschlauch absorbiert Nährstoffe aus den Zellen des Stils für sein Wachstum.

Der Röhrchenkern steigt bis zur Spitze des Pollenschlauchs ab. Die generative Zelle (oder ihre Produkte) geht auch in sie über. Es teilt sich bald in zwei männliche Gameten auf, wenn es nicht bereits geteilt ist. Jeder männliche Gamete ist linienförmig bis kugelförmig. Es hat einen großen Kern, der von einer dünnen Hülle aus Zytoplasma umgeben ist. Der Tubenkern kann vollständig entarten.

Der Pollenschlauch enthält nur an der Spitze dichtes Zytoplasma, das auch zwei männliche Gameten und einen entarteten Röhrchenkern enthält. Hinter der Spitze wird das Zytoplasma stark vakuoliert. Es hat Stecker von Callose zum Trennen der älteren Teile.

Im Eierstock wird das Wachstum des Pollenschlauchs durch ein anderes Gewebe, Obturator genannt, geleitet. Der Pollenschlauch tritt in die Eizelle ein, entweder durch seine Mikropyle (Porogamie, z. B. Lily), Chalaza (Chalazogamie, z. B. Casuarina, Juglans) oder die Seiten nach dem Durchstechen der Integumente (Mesogamie, z. B. Cucurbita, Populus). Porogamie ist die häufigste.

Nach dem Eintritt in die Eizelle wird der Pollenschlauch zum mikropylaren Ende des Embryosacks gezogen. Die Lockstoffe werden durch Synergide oder Hilfszellen ausgeschieden. Der Pollenschlauch durchbohrt eines der beiden Synergide und reißt dort auf.

Der Synergid wird gleichzeitig zerstört. Von den zwei männlichen Gameten fusioniert man mit dem Ei oder der Oosphäre, um eine generative Befruchtung durchzuführen. Generative Düngung wird auch Syngamie oder wahre Düngung genannt. Es entsteht eine diploide Zygote oder Oospore. Bald danach entarten die Vakuolen und die plasmodesmalen Verbindungen des Eies. Jetzt ist es bereit, den Embryo zu produzieren.

Der Kern der zweiten männlichen Gamete verschmilzt mit den beiden haploiden Polkernen oder dem diploiden Sekundärkern der Zentralzelle, um einen triploiden primären Endospermkern zu bilden. Die zentrale Zelle wird jetzt als primäre Endospermzelle bezeichnet.

Diese zweite Befruchtung wird als vegetative Befruchtung bezeichnet, da als Folge davon ein vegetatives oder nahrhaftes Gewebe gebildet wird, um den Embryo zu ernähren. Die vegetative Befruchtung wird auch als Dreifachfusion bezeichnet, da drei Kerne, zwei polare Kerne und ein männlicher Gamet verschmelzen.

Änderungen nach der Befruchtung:

Die unmittelbare Folge der Doppeldüngung ist die Bildung von Zygoten und des primären Endospermkerns. Die Zygote entwickelt sich aus dem Embryo (Embryogenie) und dem primären Endospermkern zum Endosperm (Endospermbildung). Neben diesen gibt es viele andere makroskopische und mikroskopische Veränderungen, die nach der Befruchtung auftreten.

Die makroskopischen Veränderungen umfassen die Bildung von Früchten und Samen, das allgemeine Austrocknen der Blüte und das Abfallen von Kelchblättern, Blütenblättern, Staubblättern und Stilen. Einige dieser Organe können jedoch auf der Frucht bleiben und sichtbar bleiben.

Die mikroskopischen Veränderungen können wie folgt aufgeführt werden:

1. Zygote -> Embryo

2. Primärkern des Endosperms -> Endosperm

3. Integuments -> Samenmäntel

4. Zerfall von Nucellus; Manchmal besteht ein kleiner Teil davon als dünner, papierartiger Überzug, der im Samen als Perisperm bezeichnet wird.

5. Umwandlung des Funkens in den Samenstiel.

6. Micropyle -> Persistent.

Endosperm und Endospermbildung:

Endosperm ist der Name eines mit Lebensmitteln beladenen Gewebes, das für die Ernährung des Embryos in Samenpflanzen bestimmt ist. In Gymnospermen; es repräsentiert den weiblichen Gametophyten. Bei Angiospermen ist das Endosperm ein spezielles Gewebe, das durch vegetative Befruchtung oder Verschmelzung eines männlichen Gameten mit einem diploiden Sekundärkern der Zentralzelle gebildet wird.

Das Endosperm der Angiospermen stellt eine physiologische Kompatibilität mit dem sich entwickelnden Hybridembryo her, da sich in ihm auch das Genom des männlichen Gameten befindet. Vegetative Befruchtung führt zu einer primären Endospermzelle mit einem triploiden Endospermkern.

Das angiospermische Endosperm ist abhängig von der Art seiner Entstehung wie folgt:

1. Nukleares Endosperm:

Bei diesem Typ ist die erste Teilung der primären Endospermzelle und einige der folgenden durch die Zellwandbildung nicht begleitet. Die Kerne können entweder frei bleiben oder in späteren Stufen durch Wände getrennt werden, z. B. viele Archichlamydeae und Monocots.

2. Zelluläres Endosperm:

Beim Zelltyp wird die erste und die Mehrzahl der darauf folgenden Teilung von einer Wandbildung begleitet, so dass der Embryosack in mehrere Kammern unterteilt wird, z. B. die meisten Gamopetalen.

3. Helobiales Endosperm:

Beim helobialen Typ (so genannt wegen seines häufigen Auftretens in der Reihenfolge Helobiales) folgt auf die erste Division des primären Endospermkerns eine Zytokinese, um zwei Zellen zu bilden, Mikropylar und Chalazal. Die weitere Entwicklung in beiden Zellen erfolgt wie das des kernförmigen Endosperms, dh das Mehrkern-Stadium mit anschließender Wandbildung, zB Helobiales.

Während des Wachstums zerdrückt das Endosperm den Nucellus. Es wird wiederum von wachsendem Embryo gegessen. Das Endosperm kann im Samen bestehen bleiben, wenn letzterer als endospermisch oder albuminös (z. B. Castor) bezeichnet wird. In anderen Fällen wird das Endosperm vollständig vom wachsenden Embryo aufgenommen und die Nahrungsreserve in den Keimblättern gelagert. Solche Samen werden als nicht endospermisch oder exalbuminös bezeichnet, z. B. Cucurbita.

Embryogenie (Embryo-Bildung):

Embryogenie ist die Summe der Veränderungen, die sich während der Entwicklung eines reifen Embryos aus einer Zygote oder Oospore ergeben. In einer typischen Dikotille verlängert sich die Zygote und teilt sich dann durch eine Querwand in zwei ungleiche Zellen (Schulz und Jensen, 1969).

Die größere Basalzelle wird Suspensorzelle genannt. Das andere in Richtung des antipodalen Endes wird als terminale Zelle oder Embryo-Zelle bezeichnet. Die Suspensorzelle teilt sich einige Male in Querrichtung, um einen filamentösen Suspensor von 6-10 Zellen herzustellen.

Der Suspensor hilft dabei, den Embryo in das Endosperm zu drängen. Die erste Zelle des Suspensors in Richtung des mikropylaren Endes schwillt an und fungiert als Haustorium. Das Haustorium hat ähnlich wie die Transferzellen Wandeinwuchs (Schulz und Jensen, 1969). Die letzte Zelle des Suspensors am Ende des Embryos wird als Hypophyse bezeichnet. Hypophyse führt später zum Radiculum.

Die Embyro-Zelle durchläuft zwei vertikale Unterteilungen und eine Querteilung, um acht Zellen zu bilden, die in zwei Ebenen angeordnet sind - epibasal (terminal) und hypobasal (nahe dem Suspensor). Die Epibasalzellen bilden schließlich die beiden Keimblätter und die Plumule. In Monocots wird nur ein Keimblatt produziert (z. B. Weizen, Mais, Zwiebeln, Palm). Die hypobasalen Zellen produzieren das Hypocotyl mit Ausnahme seiner Spitze.

Die acht embryonalen Zellen oder Oktanten teilen sich periklinisch, um eine äußere Schicht aus Protoderm oder Dermatogen zu erzeugen. Die inneren Zellen differenzieren sich weiter in Prokambium und Bodenmeristem. Protoderm bildet Epidermis, Prokambium führt zu stehlen oder vaskulärem Strang und Bodenmeristem produziert Kortex und Mark.

Der Embryo ist zunächst kugelförmig und undifferenziert. Ein früher Embryo mit radialer Symmetrie wird als Proembryo bezeichnet. Es wird in Embryo umgewandelt, mit der Entwicklung von Radicula, Plumule und Keimblatt. Zwei Keimblätter unterscheiden sich von den Seiten mit einem schwachen Plumule in der Mitte.

Zu diesem Zeitpunkt wird der Embryo herzförmig. Die Wachstumsrate der Keimblätter ist sehr hoch, so dass sie sich enorm verlängern, während die Plumule als kleiner Hügel aus undifferenziertem Gewebe verbleibt. Anschließend wird der Embryo ruhen gelassen, während sich die Eizelle in Samen verwandelt. In einigen Pflanzen bleibt der Embryo auch zum Zeitpunkt der Samenausscheidung in der globularen oder kugelförmigen Form, ohne dass er zwischen Plumule, Radicle und Keimblatt unterscheidet, z. B. Orobanche, Orchideen, Utricularia.

Samen- und Fruchtbildung:

Es wird durch die Befruchtung angeregt. In Angiospermien erzeugt die Doppeldüngung zwei Strukturen - eine diploide Zygote oder Oospore und eine triploide primäre Endospermzelle. Letzteres führt zu einem Nährgewebe, das Endosperm genannt wird.

Zygote bildet den Embyro. Endosperm versorgt den wachsenden Embryo mit Nahrung. Mit dem Wachstum des Embryos wird der zentrale Teil des Endosperms aufgefressen. Endosperm wiederum korrodiert über dem Nucellus.

Wenn der Embryo zur Reife gelangt, wird sein weiteres Wachstum aufgrund der Entwicklung von Wachstumsinhibitoren, der Abwesenheit von Funkzellen oder Veränderungen der Integumente unterbrochen. Die Zellen der Integumente verlieren ihr Protoplasma, entwickeln dicke und undurchlässige Wände. Die Integumente werden so in Samenmäntel, äußere Testa und innere Tegmen umgewandelt.

Das Gewebe der Eierstockwand wird ebenfalls mit der Entwicklung des Samens zum Wachstum angeregt. Es produziert eine Obstwand oder Perikarp. In einigen Fällen zeigen auch Thalamus und andere Blütenteile zusammen mit der Entwicklung der Ovarwand eine Proliferation.