WAT IS MEGASPOROGENESE? - BIOLOGIE - 2026

De megasporogenese is een proces van seksuele voortplanting in angiospermen en gymnospermen waarin megaspora's worden gevormd. Dit proces omvat reductie (meiotische) celdelingen waarbij het ovariumweefsel en de stamcellen van de plant embryonale zakjes of ook wel vrouwelijke gametofyten genoemd worden.

Het sporenvormingsproces is essentieel bij de seksuele voortplanting van planten. De studie van dit en andere soorten embryologische processen maakt het mogelijk om evolutionaire en taxonomische aspecten van hogere planten te kennen.

Ontwikkeling van de vrouwelijke gametofyt en het embryo in de kruidachtige plant Arabidopsis sp. Genomen en bewerkt uit Double_fertilization_in_arabidopsis.jpg: * Female_gametophytic_and_early_zygotic_mutant_phenotypes_highlight_the_essential_role_of_corresponding_genes_for_reproductive_ Copperdevelopment.jpg: Johnston et al.derivative (spraakzaam): CopperKetative: derivative:

De kennis van het megasporogenese-proces wordt gebruikt om de reproductie te begrijpen en de genetische verbetering van veel planten met een hoge commerciële interesse te bereiken, om zo succesvolle plantcycli te verkrijgen.

Procesbeschrijving

In angiospermen

Angiospermen zijn de groep organismen met de grootste omvang en diversiteit onder planten. Ze worden voornamelijk gekenmerkt door het produceren van bloemen en fruit met zaden, hebben een grote plasticiteit van vormen en hebben zich aangepast om bijna overal ter wereld te leven.

Vanuit fylogenetisch oogpunt is deze groep planten monofyletisch, wat aangeeft dat alle soorten een gemeenschappelijke voorouder hebben en dat hun classificatie daarom natuurlijk is.

In deze groep planten begint megasporogenese in ovariumweefsel. De moedercel van de megaspores zal via twee meiotische delingsprocessen (I en II) vier kernen of haploïde megaspores vormen (met de helft van de genetische belasting).

Van deze vier megaspores zullen de grootste of hoogste drie degenereren of celdood ondergaan, terwijl de kleinste of laagste een functionele megaspoor zal worden.

De functionele megaspore zal aanleiding geven tot de embryozak of megagametofyt (vrouwelijke gameet). Om de embryozak te vormen, moeten nog drie mitotische delingen plaatsvinden, die acht kernen zullen vormen, waardoor de embryozak ontstaat.

In deze groep planten zijn ten minste drie patronen van megasporogenese bekend:

Polygonum of monosporisch

Dit komt voor bij de meeste angiospermplanten. In dit proces of model wordt een plaat van cellen gevormd na meiotische celdeling I en II, wat aanleiding geeft tot vier megaspores met elk een enkele kern (zonder kern), waarvan er drie zullen degenereren zoals aangegeven in het vorige algemene proces, waar de embryozak wordt gevormd.

Alisma of bisporisch

In dit model wordt een celplaat gevormd na meiotische celdeling I, maar niet na meiose II, waardoor twee tweekernige megaspores ontstaan ​​(elk twee kernen), waarin slechts één celdood ondergaat en de andere aanleiding geeft tot de zak. embryonaal.

Druis of tetrasporisch

In dit patroon vormt zich geen celplaat na de meiotische celdelingen I en II, wat aanleiding geeft tot een megaspore met vier kernen (tetranucleaat).

In gymnospermen

Gymnospermen zijn planten met een lange levensduur en kunnen grote maten bereiken. Ze worden gekenmerkt door het presenteren van zeer kleine en niet erg opzichtige bloemen, ze presenteren geen fruit en hun zaden zijn kaal. Dennen en sparren zijn bijvoorbeeld gymnospermplanten.

Deze groep planten wordt fylogenetisch als polyfyletisch beschouwd, dat wil zeggen dat de soorten waaruit het bestaat niet afstammen van dezelfde gemeenschappelijke voorouder. Het is dus een onnatuurlijke groep.

Megasporogenese begint bij dit soort planten ook, net als bij angiospermen, met een moedercel van de megaspores, die door meiotische celdelingsprocessen lineair vier haploïde cellen (megaspores) produceert.

Van de vier gevormde megaspores zal er slechts één functioneel zijn en de vrouwelijke gametofyt (embryozak) vormen; genoemde vrouwelijke gametofyt bestaat uit een weefsel waarin 2 of 3 structuren, archegonia genaamd (afhankelijk van de soort) zijn gevormd, typisch voor sommige gymnospermen zoals dennen.

In deze archegonia zal een andere mitotische deling optreden om voor elke archegonia een omvangrijke eicel te vormen. Deze laatste fase zal variëren tussen gymnosperm-soorten. Archegonia laat openingen of gaten achter waardoor de mannelijke gametofyt zal binnendringen.

In deze planten kan dit proces enkele maanden in beslag nemen, terwijl het bij angiospermen daarentegen slechts enkele uren of dagen kan duren.

Onderzoekstoepassingen

Taxonomie en systematiek

Embryologische studies gericht op systematiek en taxonomie, trachten de fylogenetische relaties tussen verschillende groepen organismen op te lossen en, als het geval dit rechtvaardigt, hun taxonomische classificatie aan te passen.

Bij zowel planten als dieren hebben dergelijke onderzoeken bijgedragen aan het oplossen van taxonomische hiërarchieën in hogere taxa, zoals klassen, ordes of families. Evolutionaire embryologiestudies bij planten op soortniveau zijn relatief schaars, hoewel ze de afgelopen decennia wat aan kracht hebben gewonnen.

Megasporogenesestudies zijn zeer nuttig geweest bij het differentiëren van taxonomische groepen over de hele wereld; bijvoorbeeld studies over sierplanten van de geslachten Crinum, Haemanthus en Hymenocallis.

landbouw

Er zijn veel studies uitgevoerd in de embryologie, in het bijzonder gametogenese van planten van commercieel belang, zoals rijst, aardappelen, maïs, tarwe, sojabonen en vele andere.

Deze studies hebben het mogelijk gemaakt om de ideale omstandigheden te bepalen om gewassen te vernieuwen en om met meer zekerheid de synchronisatietijden tussen gameten, bevruchting en ontwikkeling van het embryo te kennen, waardoor de kennis en technologie die van toepassing is op de verschillende gewassen, is verbeterd.

Levenscyclus van een angiospermplant. Genomen en bewerkt uit: LadyofHats Mariana Ruiz. Vertaald door Chabacano.

Genetica

Pogingen om genetische verbetering van planten te bereiken, resulteren vaak in hun onvruchtbaarheid. Megasporogenese-onderzoeken en andere embryologische analyses proberen te onthullen wat er gebeurt in het voortplantingsproces, en wat de oorzaak is waarvoor de embryo's niet levensvatbaar zijn.

Een studie die in 1985 door de FAO werd gepubliceerd, toonde bijvoorbeeld aan dat bepaalde aardappelklonen steriel waren, en de analyse van microsporogenese en megasporogenese leidde tot de conclusie dat het tepetum en het endotheel hun functionele of fysiologische activiteit hadden verloren.

Het tapetum is een weefsel dat verantwoordelijk is voor het leveren van voedingsstoffen aan de microsporen tijdens hun ontwikkeling. Vanwege dit verlies aan activiteit mislukte het proces van het leveren van voedingsstoffen aan pollen en de vrouwelijke gametofyt. Als gevolg hiervan trad onvruchtbaarheid op in zowel de vrouwelijke als de mannelijke fase.

Referenties

1. Magaspore. Op Wikipedia. Opgehaald van en.wikipedia.org.
2. R. Yadegari en GN Drews (2004). Ontwikkeling van vrouwelijke gametofyt. De plantencel.
3. Morfologie van vaatplanten. Unit 23, Voortplanting en bestuiving. Hersteld van biologia.edu.ar.
4. Sporogenese. EcuRed. Opgehaald van ecured.cu.
5. Seksuele voortplanting in gymnospermen. Lumen. Opgehaald van courses.lumenlearning.com.
6. Algemeenheden van gymnospermen. Wetenschap en biologie. Opgehaald van Cienciaybiologia.com.
7. MB Raymúndez, M. Escala en N. Xena (2008). Megasporogenese en megagametogenese bij hymenocallis caribaea (l.) Herb. (amaryllidaceae) en enkele kenmerken van zijn zaadontwikkeling. Acta Botánica Venezuelica.
8. JS Jos & K. Bai Vijaya (1985) Steriliteit in een zoete aardappelkloon. Opgehaald van agris.fao.org.