MIKÄ ON MEGASPOROGENEESI? - BIOLOGIA - 2026

Megasporogenesis on prosessi seksuaalisen lisääntymisen koppisiemenisistä ja gymnospermit jossa megasporas on muodostettu. Tähän prosessiin sisältyy pelkistävä (mejoottinen) solujakauma, jossa munasarvakudos ja kasvin kantasolut aiheuttavat alkion säkkejä tai joita kutsutaan myös naispuolisiksi gametofyyteiksi.

Itiöiden muodostumisprosessi on välttämätöntä kasvien seksuaalisessa lisääntymisessä. Tämän ja muun tyyppisten embryologisten prosessien tutkiminen antaa mahdollisuuden tietää korkeampien kasvien evoluutio- ja taksonomionäkökohdat.

Naispuolisten gametofyyttien ja alkioiden kehittyminen nurmikasvien Arabidopsis sp. Otettu ja muokattu tiedostosta Double_fertilization_in_arabidopsis.jpg: * Female_gametophytic_and_early_zygotic_mutant_phenotypes_highlight_the_essential_role_of_corresponding_genes_for_reproductive_development.jpg: WorkProductive (Johdannainen johdannainen)

Megasporogeneesiprosessin tietoa käytetään ymmärtämään monien kaupallisesti kiinnostavien kasvien lisääntymisen ymmärtämistä ja saavuttamaan geneettinen parannus onnistuneiden istutusjaksojen saamiseksi.

Prosessin kuvaus

Angiospermissa

Angiosperms ovat organismien ryhmä, jolla on suurin kasvien levinneisyys ja monimuotoisuus. Niille on ominaista pääasiassa kukien ja hedelmien tuottaminen siemenineen, niiden muotojen plastisuus on suuri ja ne ovat sopeutuneet elämään melkein missä tahansa planeetan puolella.

Fylogeneettisestä näkökulmasta tämä kasvien ryhmä on monofiilinen, mikä osoittaa, että kaikilla lajeilla on yhteinen esi-isä ja siksi niiden luokittelu on luonnollista.

Tässä kasviryhmässä megasporogeneesi alkaa munasarjojen kudoksessa. Megasporien emosolu muodostaa kahden meioottisen jakautumisprosessin (I ja II) kautta neljä ydintä tai haploidia megasporeja (puolella geneettisestä kuormasta).

Näistä neljästä megasporista suurin tai korkein kolmesta rappeutuu tai kärsii solukuolemasta, kun taas pienimmästä tai pienimmästä tulee toiminnallinen megaspoori.

Toiminnallinen megaspoori aiheuttaa alkion pussin tai megagametofyytin (naispuolinen sukusolu). Alkionpussin muodostamiseksi on tapahduttava kolme muuta mitoottista jakautumista, jotka muodostavat kahdeksan ytimen, jolloin syntyy alkionpussia.

Tässä kasviryhmässä tunnetaan ainakin kolme megaspororogeneesin mallia:

Monikulmio tai monosporinen

Tätä esiintyy useimmissa pihlajakasveissa. Tässä prosessissa tai mallissa muodostetaan solutaso meioottisen solujakautumisen I ja II jälkeen, jolloin syntyy neljä megasporia, joissa on yksi ydin (jokaisessa ei ole ydinosaa), joista kolme rappeutuu, kuten edellisessä yleisessä prosessissa on osoitettu, missä alkion pussi on muodostettu.

Alisma tai bisporinen

Tässä mallissa solulevy muodostetaan meioottisen solujakautumisen I jälkeen, mutta ei meioosin II jälkeen, jolloin syntyy kaksi binukleaattista megasporea (kaksi ydintä molemmissa), joissa vain yhdelle tehdään solukuolema ja toiselle syntyy sac alkion.

Druse tai tetrasporic

Tässä mallissa solulevy ei muodostu mejoottisten solujakojen I ja II jälkeen, mikä antaa megaspoorin, jossa on neljä ydintä (tetranukleaatti).

Kuntosalilla

Gymnosperms ovat pitkäikäisiä kasveja, jotka pystyvät saavuttamaan suurikokoiset. Niille on ominaista, että niissä on hyvin pieniä ja ei kovin näyttäviä kukkia, he eivät tarjoa hedelmiä ja niiden siemenet ovat paljaita. Esimerkiksi mänty ja kuusi ovat kuntosalinkasveja.

Tätä kasvien ryhmää fylogeneettisesti pidetään monofyleettisenä, ts. Sen muodostavat lajit eivät ole peräisin samasta yleisestä esi-isästä. Joten se on luonnoton ryhmä.

Tämän tyyppisissä kasveissa megasporogeneesi alkaa myös megaspoorien emosolulla, kuten angiospermissa, mikä tuottaa mejoottisissa solujakautumisprosesseissa lineaarisesti neljä haploidia solua (megasporia).

Muodostuneista neljästä megasporista vain yksi on toiminnallinen ja muodostaa naispuolisen gametokyytin (alkionpussin); mainittu naispuolinen gametofyytti koostuu kudoksesta, johon on muodostunut 2 tai 3 arkegoniaksi kutsuttua rakennetta (lajista riippuen), tyypillisiä joillekin kuntosoluille, kuten mäntyille.

Näissä arkegoniaissa tapahtuu toinen mitoottinen jakautuminen, jotta muodostuu tilaa vievä munasolu kullekin arkegonialle. Tämä viimeinen vaihe vaihtelee gymnosperm-lajien välillä. Arkegonia jättää aukkoja tai reikiä, joiden läpi uros gametophyte tulee.

Näissä kasveissa prosessin loppuun saattaminen voi kestää useita kuukausia, kun taas siemennesteissä se voi kestää vain tunteja tai päiviä.

Tutkimussovellukset

Taksonomia ja systematiikka

Sielutieteisiin ja taksonomiaan keskittyneillä embryologisilla tutkimuksilla pyritään selvittämään eri organismiryhmien väliset fylogeneettiset suhteet ja mukauttamaan niiden taksonominen luokittelu, jos tapaus sitä vaatii.

Tällaiset tutkimukset ovat auttaneet sekä kasvien että eläinten taksonomisten hierarkioiden ratkaisemisessa ylemmissä taksoissa, kuten luokissa, järjestyksissä tai perheissä. Evoluutioalkiotutkimuksia kasveilla lajien tasolla on suhteellisen vähän, vaikka ne ovatkin saaneet vahvuutta viime vuosikymmeninä.

Megasporogeneesitutkimukset ovat olleet erittäin hyödyllisiä taksonomisten ryhmien erottamisessa ympäri maailmaa; esimerkiksi tutkimukset Crinum-, Haemanthus- ja Hymenocallis-sukujen koristekasveista.

viljely

Alkiologiassa on tehty monia tutkimuksia, erityisesti kaupallisesti kiinnostavien kasvien, kuten riisin, perunan, maissin, vehnän, soijapapujen, gametogeneesissä, monien muiden joukossa.

Nämä tutkimukset antoivat mahdolliseksi määrittää ihanteelliset olosuhteet viljelykasvien uusimiseksi ja tietää paremmin varmuudella sukusolujen, hedelmöityksen ja alkion kehityksen väliset synkronointiajat, mikä parantaa eri viljelykasveihin sovellettavaa tietoa ja tekniikkaa.

Kasvuston elinkaari. Kuvannut ja toimittanut: LadyofHats Mariana Ruiz. Kääntäjä Chabacano.

Genetiikka

Yritykset saavuttaa kasvien geneettinen paraneminen johtavat usein niiden steriiliyteen. Megasporogeneesitutkimuksilla ja muilla embryologisilla analyyseillä pyritään paljastamaan lisääntymisprosessissa tapahtuvaa tilannetta ja mikä on syy siihen, miksi alkiat eivät ole elinkelpoisia.

Esimerkiksi FAO: n vuonna 1985 julkaisema tutkimus osoitti, että tietyt perunakloonit olivat steriilejä, ja mikrosporogeneesin ja megasporogeneesin analyysi antoi johtopäätöksen siitä, että tepetum ja endoteeli olivat menettäneet toiminnallisen tai fysiologisen aktiivisuutensa.

Tapetum on kudos, joka vastaa ravinteiden toimittamisesta mikrosiruille niiden kehityksen aikana. Tämän toiminnan menetyksen takia ravinteiden toimittaminen siitepölylle ja naispuolisille gametofyyteille epäonnistui. Tämän seurauksena steriiliys tapahtui sekä naisen että miehen vaiheessa.

Viitteet

1. Magaspore. Wikipediassa. Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org.
2. R. Yadegari & GN Drews (2004). Naisten gametofyyttikehitys. Kasvisolu.
3. Verisuonikasvien morfologia. Yksikkö 23, lisääntyminen ja pölytys. Palautettu osoitteesta biologia.edu.ar.
4. Sporogenesis. Ecured. Palautettu osoitteesta ecured.cu.
5. Seksuaalinen lisääntyminen Gymnospermissä. Lumen. Palautettu kursseilta.lumenlearning.com.
6. Voimistelujen yleisyys. Tiede ja biologia. Palautettu sivustolta Cienciaybiologia.com.
7. MB Raymúndez, M. Escala ja N. Xena (2008). Megasporogeneesi ja megagametogeneesi hymenocallis caribaea (l.) Yrtissä. (amaryllidaceae) ja sen siemenkehityksen eräitä piirteitä. Acta Botánica Venezuelica.
8. JS Jos & K. Bai Vijaya (1985) Steriiliys bataattikloonissa. Palautettu sivustosta agris.fao.org.