Interaktion zwischen Blütenstaubkolben bei Blütenpflanzen

Pollenstempel Wechselwirkung in blühenden Pflanzen!

Ein besonderer Charakter der sexuellen Fortpflanzung bei Angiospermen ist die Interaktion von Pollengetreide, männlichem Gametophyt mit massivem sporophytischem Gewebe des Stempels (Stigma und Stil), bevor die männlichen Gameten in der Nähe des Eies entladen werden.

Erst nach der Aufklärung der Selbstunverträglichkeit wurde die Bedeutung der Pollen-Stempel-Interaktion deutlich.

Die wichtigsten Funktionen, die ein Organismus bei der sexuellen Reproduktion ausführen muss, sind:

(a) Stabilität der Arten

(b) Beibehaltung eines angemessenen Grades der genetischen Variabilität innerhalb der Arten.

Sexuell reproduzierende Organismen können geeignete Gameten für die Befruchtung erkennen und auswählen. Die Funktion der Anerkennung und Akzeptanz der Paarungspartner liegt in der Wahl der Gameten selbst. Weibliche Gameten produzieren Chemikalien, um männliche Gameten anzuziehen.

In blühenden Pflanzen ist weiblicher Gamete im Embryosack vorhanden und sitzt somit tief in der Eizelle im Nucellus, der wiederum vom Stempel bedeckt ist, um Eierstock, Stil und Stigma zu bilden. Pollenkörner (Mikrosporen) haben keinen direkten Zugang zum weiblichen Gameten.

Der Pollenschlauch erscheint aus Keimporen auf Pollenkörnern. Der gesamte Inhalt des Pollenkorns wandert in den Pollenschlauch. Maximales Wachstum findet im Spitzenbereich statt und das Zytoplasma ist meistens auf den Spitzenbereich des Pollenschlauchs beschränkt. Um das Zytoplasma auf die Spitze des Pollenschlauchs zu beschränken, werden in regelmäßigen Abständen Kallosestopfen im Pollenschlauch gebildet.

Nach der Ablagerung auf dem Stigma nimmt das Pollenkorn Flüssigkeit von der nassen Oberfläche des Stigmas auf, dehnt sich in der Größe aus und die Inline ragt durch die Keimporen heraus. Das Stigma spielt eine wichtige Rolle bei der Keimung von Pollenkorn. Das Stigma scheidet Flüssigkeit aus, die Flüssigkeiten, Gummis, Zucker und Harze enthält.

Die Hauptfunktion der stigmatischen Sekretion besteht darin, den Pollen sowie das Stigma vor Austrocknung zu schützen. Bei Brassica-Pollenkörnern haften die Körner an den stigmatischen Papillen, weil sie zusammen mit der wachsartigen Beschichtung der Kutikula, die durch das Cutinase-Enzym hervorgerufen wird, "schmelzen". Pollenkörner können durch Schleimhautstränge, z. B. Kosmos, an Stigmata haften. In vielen Familien bildet das Stigma Papiloseauswuchs, der aus hydrophilen Proteinen besteht.

Pollenkörner können auch auf Antherensack (Mikrosporangium), auf der Oberfläche von Blütenblättern, auf dem Stil (falls Stigma entfernt wurde) in einigen kleistogamen Blüten keimen. Die Lebenszeit von Pollen unterscheidet sich von Art zu Art.

Der Zeitraum, für den die Pollenkörner lebensfähig bleiben, ist variabel und hängt von der vorhandenen Temperatur und Luftfeuchtigkeit ab. In einigen Getreidesorten wie Reis und Weizen verlieren die Pollenkörner innerhalb von 30 Minuten ihre Lebensfähigkeit. und in einigen Mitgliedern der Familien Rosaceae, Leguminoseae und Solanaceae bleiben sie über Monate hinweg lebensfähig.

Man sollte mit der Lagerung von Samen / Spermien vieler Tiere, einschließlich Menschen, zur künstlichen Befruchtung vertraut sein. Es ist möglich, Pollenkörner vieler Arten in flüssigem Stickstoff (-196C) über Jahre zu lagern.

Solche eingelagerten Pollen können als Pollenbanken, ähnlich wie Samenbanken, in Pflanzenzüchtungsprogrammen usw. verwendet werden. Ungerminierte Pollenkörner enthalten freie Ribosomen. Die Montage des Polysoms beginnt unmittelbar nach der Wasseraufnahme. Zu diesem Zeitpunkt werden die für die Pollenkeimung benötigten Enzyme hergestellt.

Lebensfähiger Pollen keimt unabhängig von der Position des Keimschlauchs ein Stigma. Pollen werden durch die Narbe hydratisiert, Wasser aufnehmen. Es quillt auf und keimt zum Pollenschlauch. Hydrierter Pollen zeigt ein hohes Verhältnis von r-RNA / t-RNA.

Pollenschlauch wächst immer in Richtung Eierstock. Der Weg der Pollenschläuche im Stempel wird durch die Ausscheidung der Eizelle geleitet. Stigmatische Flüssigkeit enthält Chemikalien wie Harze, Zucker und Lipide usw., die ein geeignetes Medium für die Keimung von Pollen darstellen.

In Pollenkörnern knapp unterhalb des Öffnungsbereichs liegen die Enzyme wie alkalische Phosphatase, Ribonuclease, Esterase und Amylase vor. Sie helfen bei der Pollenkeimung. Das Cutinase-Enzym (im Pollenschlauch) löst das Cutin am Stigma am Kontaktpunkt auf. Abgesehen von Cutinase wird auch die Kutikula-Schicht von Stylarzellenzellen abgebaut.

Normalerweise wird ein Pollenschlauch aus einem Pollenkorn (monosiphon) gebildet. Mehr als ein Pollenschlauch kann aus einem Korn austreten (polysiphon), aber nur einer von ihnen wächst weiter. In Asclepiadaceae und Orchidaceae können viele Pollinenkörner von Pollinien gleichzeitig keimen, um viele Keimschläuche zu bilden.

Die Interaktion zwischen Pollenstigma bestimmt die Keimung von Pollenkorn auf Stigma. In diesem Fall erkennt die stigmatische Oberfläche das spezifische Pollenkorn und lässt erst dann hydratisieren und schließlich keimen. In selbstunverträglichen Pollenkörnern können einige Faktoren von Exine eine Abstoßungsreaktion auf der stigmatischen Oberfläche erzeugen.

Der Stempel ist ausreichend mit Vorrichtungen ausgestattet, damit der Pollen nur des richtigen Paarungstyps normal funktionieren kann, andere werden verworfen. Stigma erhält eine Vielzahl von in der Luft oder Insekten getragenen Pollen, aber nicht alle Pollen, die das Stigma erreichen, beeinflussen die Befruchtung.

In Blütenpflanzen hat die massive Pollen-Pistolen-Interaktion, gefolgt von der Übertragung der Funktion der Erkennung und Abstoßung vom Ei auf das sporophytische Gewebe des Stempels, zur erfolgreichen Etablierung der Selbstunverträglichkeit geführt. Es wird effektiv verhindert, dass alle männlichen Geschlechtszellen, die aus demselben Genotyp stammen, Zugang zu weiblichen Geschlechtszellen erhalten.

Durch die Interaktion von Pollenstempeln entwickelt sich auch bei den kompatiblen Gameten ein intensiver Wettbewerb. Pollenkörner werden im Stempel ständig hartem Wettbewerb ausgesetzt. Nur die männlichen Gameten mit kräftigem Pollenschlauch können die weiblichen Gameten erreichen.

Jeder kompatible Gamet, der erfolgreich den ersten Kontakt mit dem weiblichen Gameten herstellt, beeinflusst im Allgemeinen die Befruchtung. Ein intensiver Pollenschlauchwettbewerb ist für den Erfolg von Angiospermen gegenüber anderen Pflanzengruppen verantwortlich. Die Interaktion zwischen Pollen und Stempel ist für die Biologie der sexuellen Fortpflanzung und der Samenbildung von großer Bedeutung.

Solche Studien haben wertvolle Daten zur Struktur des Stempels geliefert, insbesondere zum Stigma in Bezug auf seine Funktion. Der Stempel hat Mechanismen entwickelt, um Pollenkörner zu erkennen und um das Wachstum von Röhrchen aus den kompatiblen zu ermöglichen. Inkompatible Pollenschläuche werden effektiv daran gehindert, den weiblichen Gameten zu erreichen.