WAT IS MICROSPOROGENESE? - BIOLOGIE - 2025

De microsporogenese in de plantkunde is een van de stadia van vorming van stuifmeelkorrels. Specifiek omvat het de vorming van een microspore. Het komt voor in de helmknoppen van de bloem, beginnend bij cellen die microsporocyten worden genoemd.

In wezen omvat het proces de meiotische deling van microsporocyten, wat leidt tot de vorming van cellen die microsporen worden genoemd. Omdat de microsporocyt meiose ondergaat, worden voor elke initiële cel vier dochters verkregen met een vermindering van de genetische belasting.

Bron: André Karwath alias Aka

Het lot van de microspore is om te transformeren in een cel met twee kernen. Tijdens de ontwikkeling neemt het volume van de microspore geleidelijk toe, een gebeurtenis die verband houdt met de vorming van een vacuole. Parallel daaraan vindt de verplaatsing van de celkern plaats.

Door dit proces ontstaat de stuifmeelkorrel, die na bevruchting opeenvolgende transformaties ondergaat. Het proces waarbij een microspore in stuifmeel verandert, wordt microgametogenese genoemd.

Zodra het stuifmeel het stigma neerdaalt, vindt de duplicatie van een van de kernen, bekend als zaadkernen, opnieuw plaats. Op deze manier bestaat de mannelijke gametofyt uit een cel met drie nucleaire structuren.

Microsporogenese

Het stuifmeel

Een stuifmeelkorrel is een structuur van min of meer microscopische grootte die overeenkomt met de mannelijke gametofyt van planten met zaden of spermatofyten.

Het deel van de helmknop dat de korrels bevat, wordt de pollenzak genoemd, gelegen in de mannelijke zone van de bloem: de meeldraden.

Microsporogenese: eerste fase van pollenontwikkeling

Het leven van deze mannelijke gametofyt vindt plaats in drie goed gedefinieerde fasen: een eerste ontwikkelingsfase die in het mannelijke sporofytische weefsel microsporogenese wordt genoemd; gevolgd door een onafhankelijke reisfase naar een compatibel stigma en tenslotte een snelle groeifase in vrouwelijk sporofytisch weefsel.

De eerste fase is microsporogenese en vindt plaats in de helmknoppen. Dit omvat een reeks meiotische delen van cellen die microsporocyten of "moederpollen" worden genoemd, die zijn ingekapseld in een dikke wand van callose.

Tetrad-formatie

Het resultaat van deze deling is een tetrad van cellen, waarbij elke cel zich zal ontwikkelen tot een mannelijke gametofyt. Elk van deze cellen is ingekapseld in een tweede wand van callose.

Onthoud dat meiose een proces van celdeling is met reducerende eigenschappen. De genetische belasting van de stamcel is niet dezelfde als die bij dochters.

In het geval van microsporocyten zijn deze diploïde, dus de dochtercellen die het resultaat zijn van de eerste deling zijn haploïde. Het aantal resulterende chromosomen is afhankelijk van de soort.

Cytokinese

Nucleaire meiotische deling wordt gevolgd door cytokinese. Deze stap is doorslaggevend voor de uiteindelijke vorming van de tetrad, aangezien er meerdere patronen of soorten disposities voor zijn.

Opeenvolgende cytokinese treedt op wanneer elke celdeling gepaard gaat met een deling van het cytoplasma, een fenomeen dat kenmerkend is voor eenzaadlobbigen. Wanneer dit gebeurt, zullen we zien dat de microsporen in een enkel vlak zijn gerangschikt, hetzij in de vorm van een tetrad, een ruit of een letter T.

De alternatieve deling staat bekend als gelijktijdige cytokinese, waarbij de wanden worden gevormd aan het einde van de meiose. Het komt voor in de groep van tweezaadlobbigen. Dit patroon resulteert in de verspreiding van microsporen in meerdere vlakken.

Vorming van stuifmeelwand

De pollenwanden beginnen zich te vormen terwijl de microsporen nog steeds in de tetrad-opstelling zijn en ingekapseld door de callose-wanden.

De eerste stap omvat de afzetting van een stof genaamd primexin op het oppervlak van de microspore. Dit wordt gevolgd door de afzetting van de sporopolenineprecursoren. Het proces eindigt met de afzetting van sporopolenine, een molecuul van ondoordringbare aard, bestand tegen aantasting door chemicaliën.

De openingen ontstaan ​​in de gebieden waar de afzetting van primexine werd voorkomen, door de werking van het endoplasmatisch reticulum.

Rol van de mat bij de ontwikkeling en het transport van pollen

Bij de vorming van pollen speelt de mat een cruciale rol. Dit bestaat uit een laag cellen in de helmknop die de stamcellen van de microspore omgeeft. Er zijn twee celtypen op de mat: secretoire en amoeboïde.

Deze cellen zijn zeer gespecialiseerd en hebben een vrij korte levensduur. Met het verstrijken van de tijd verliezen cellen hun organisatie en worden ze uiteindelijk weer opgenomen.

De belangrijkste rol bij de ontwikkeling van pollen omvat het verstrekken van voeding aan de microspore. Bovendien hebben ze het vermogen om een ​​reeks enzymen te synthetiseren en het "cement" van pollen of pollenkit te produceren.

De pollenkit is een materiaal van heterogene aard (lipiden, flavonoïden, carotenoïden, eiwitten, polysacchariden, enz.) En met een kleverige consistentie die helpt om de pollenkorrels bij elkaar te houden tijdens het transport en ze beschermt tegen uitdroging, ultraviolet licht en andere factoren die de kwaliteit ervan kunnen beïnvloeden.

Microgametogenese

Tot slot zullen we kort uitleggen waar microgametogenese uit bestaat, om zo onomstotelijk bloot te leggen hoe het ontstaan ​​van een stuifmeelkorrel plaatsvindt. Dit proces varieert in angiospermen en gymnospermen, namelijk:

Bedektzadigen

In angiospermen omvat microgametogenese de eerste en tweede mitotische delen van pollen, wat leidt tot de vorming van mannelijke gameten.

Dit proces begint met de vorming van een vacuole in het midden van de cel, een gebeurtenis die de kern dwingt te bewegen. Deze nucleaire beweging markeert de overgang van een microspore naar een jonge pollenkorrel.

De eerste mitotische deling wordt gevolgd door een tweede asymmetrische deling, waarbij een generatief en een vegetatief deel wordt gevormd. Deze laatste heeft een groter volume en bevat een grote, diffuse kern. In het geval van het generatieve deel bevat het een kleinere en gecondenseerde kern.

Vervolgens vindt een symmetrische deling plaats waarbij de generatieve cel twee zaadcellen voortbrengt.

Gymnospermen

Daarentegen ontwikkelt microgametogenese in gymnospermen zich door meerdere mitotische delingen. De meeste stuifmeelkorrels in deze plantensoort bestaan ​​uit meer dan één cel.

Referenties

1. Blackmore, S., & Knox, RB (Eds.). (2016). Microspores Evolution and Ontogeny: Evolution and Ontogeny. Academische pers.
2. Davies, PJ (Ed.). (2013). Plantenhormonen: fysiologie, biochemie en moleculaire biologie. Springer Science & Business Media.
3. Hesse, M., Halbritter, H., Weber, M., Buchner, R., Frosch-Radivo, A., Ulrich, S., & Zetter, R. (2009). Stuifmeelterminologie: een geïllustreerd handboek. Springer Science & Business Media.
4. López, BP, Calvarro, LM en Garay, AG (2014). Embryogenese van stuifmeel (gametische embryogenese). REDUCA (Biologie), 7 (2).
5. Smith H. & Grierson D. (Ed.). (1982) The Molecular Biology of Plant Development. University of California Press.