18.1: ембріогенез

Last updated
Save as PDF

Page ID: 7005

Melissa Ha, Maria Morrow, & Kammy Algiers
Yuba College, College of the Redwoods, & Ventura College via ASCCC Open Educational Resources Initiative

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Цілі навчання

Поясніть етапи ембріогензу у евдикотів.
Порівняйте ембріогенез у евдикотів проти монокотів.

Розділ «Насіннєві рослини» обговорював запліднення яйцеклітини в яйцеклітині. Зигота в кінцевому підсумку ділиться, утворюючи зрілий ембріон, яйцеклітина розвивається в насіння, а зав'язь, яка містила одну або кілька яйцеклітин, розвивається в плід. Типове насіння містить насіннєву оболонку, сім'ядолі, ендосперм та єдиний ембріон. Розвиток ембріона відбувається за допомогою процесу, званого ембріогенезом.

Ембріогенез у евдикотів

Після запліднення у евдикотів зигота (рис.\(\PageIndex{1-I}\)) ділиться з утворенням двох клітин: верхньої верхівкової клітини і нижньої базальної клітини. Розподіл базальної клітини дає початок суспензору, який прикріплює ембріон до мікропілі (пори, через яку первісно увійшла пилкова трубка). Суспензор забезпечує маршрут для транспортування харчування від материнської рослини до зростаючого ембріона. Верхівкова клітина також ділиться, спочатку виробляючи проембріон (малюнок\(\PageIndex{1-II}\)).

У міру того, як проембріон продовжує ділитися, він приймає кулясту форму, звану кулястою стадією (Фігури\(\PageIndex{1-III}\) і\(\PageIndex{2a}\)). Кульова - це перша стадія, яка вважається належним ембріоном. Далі сім'ядолі виникають з власне ембріона, утворюючи серцеву стадію (фігурки\(\PageIndex{1-IV}\) і\(\PageIndex{2-4}\)). Сім'ядолі - це ембріональні структури листкового життя, які функціонують при зберіганні їжі, поглинанні їжі та/або фотосинтезі. Оскільки сім'ядолі подовжуються, а підстава ембріона потовщується, в результаті утворюється торпеда. (Цей етап називається ступенем торпеди; фігурки\(\PageIndex{1-V}\) і\(\PageIndex{2c}\)). Розподіл клітин концентрується на верхівковій меристемі втечі, розташованої на кінчику пагона між сім'ядолями, і кореневої верхівкової меристеми в самій базальної (нижньої) частини зародка. Велика частина підвіски псується під час торпедної стадії.

Завершальну стадію ембріогенезу призводить до зрілого ембріона (фігурки\(\PageIndex{1-VI}\) і\(\PageIndex{2d}\)). Зрілий ембріон включає в себе зародковий корінь, званий корінцем. Ембріон в цей момент стає сплячим, припиняючи метаболічну активність і поділ клітин. У цей момент насіння готове до розгону. Зростання відновлюється, коли насіння проросте і зародок переростає в саджанець.

У деяких евдикотів клітини ендосперму (триплоїдної тканини, яка утворилася при заплідненні сперматозоїдом двох полярних ядер) клітини діляться, а ендосперм заповнює значну частину зрілого насіння. Ендосперм зберігає поживні речовини. У інших (неендоспермічних) евдікотів, таких як Capsella bursa-pastoris, ендосперм розвивається спочатку, але потім перетравлюється, а поживні речовини переміщаються в дві сім'ядолі (рис.\(\PageIndex{2}\)). Після проростання розвивається саджанець спирається на ці запаси їжі, що зберігаються в ендоспермі або сім'ядолі, поки перший набір листя не почне фотосинтез.

Шість етапів ембріогенезу в рамках насіння евдикоту, що розвивається — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Стадії ембріогенезу у евдикотів. I. Розвивається насіння містить триплоїдний ендосперм (1) і диплоїдну зиготу (2). II. Зигота ділиться, утворюючи проембріон (3), який закріплений на мікропілі суспензором (4), який має велику базальну клітину. Поділився і ендосперм. III. Сам ембріон знаходиться в кулястої стадії, тепер куляста маса клітин. IV. Власне ембріон - це серцева стадія. Форма серця є результатом двох сім'ядолей (5). В. власне ембріон знаходиться в стадії торпеди, яка має циліндричну форму із закругленим підставою. Втеча верхівкової меристеми (6) знаходиться між сім'ядолями, а коренева верхівкова меристема (7) знаходиться на протилежному кінці, закріпленому на підвіску. VI. Зрілий ембріон включає в себе радикул (8), **гіпокотил** (9) - стеблоподібна вісь нижче сім'ядолей. **Епікотіль** (10) - це стеблоподібна вісь над сім'ядолями. Покриви яйцеклітини розвинулися в насіннєву оболонку (11), яка оточує насіння. Зображення за законом 14 (CC-BY-SA).

Чотири стадії ембріогензу у евдикота Capsella bursa-pastoris — Малюнок\(\PageIndex{2}\): Вибрані стадії ембріогенезу в яйцеклітині грициків (*Capsella bursa-pastoris*). Після запліднення зигота ділиться з утворенням верхівкової клітини і базальної клітини. Верхівкова клітина ділиться, щоб спочатку виробити проембріон, а потім сформувати власне ембріон. Базаліома також ділиться, даючи початок суспензору. Сам ембріон спочатку знаходиться в кулястої стадії (а), яка являє собою сферичну масу клітин, що ростуть всередині яйцеклітини овальної форми. Коли з'являються сім'ядолі, ембріон сам переходить у серцеву стадію (b), яка нагадує серце завдяки двом сім'ядолям. Підстава ембріона розширюється, утворюючи циліндричний гіпокотил, а сім'ядолі починають згинатися в стадії торпеди (в). Клітини всередині ембріона ростуть вертикальними стовпчиками. Нарешті, зрілий ембріон заповнює насіння і стає сплячим (d). Насіннєва оболонка тепер оточує яйцеклітину. (Кредит: модифікація роботи Роберта Мудрого; дані шкали від Метта Рассела; етикетки, модифіковані Мелісою Ха)

Ембріогенез у монокотів

Процес ембріогенезу у монокотів схожий на процес евдикотів, але оскільки існує лише одна сім'ядоля, серцевої стадії не відбувається. Натомість сам ембріон монокота стає циліндричним на цьому етапі розвитку. Верхівкова меристема пагона, хоча вона все ще присутня на кінчику пагона, не знаходиться між сім'ядолями в монокоті (оскільки є лише одна сім'ядоль).

Атрибуція

Куратор та автор Меліса Ха з використанням 32.2 Запилення та запліднення з біології 2e OpenStax (ліцензований CC-BY). Доступ безкоштовно на openstax.org.