二重受精は花粉粒(雄性配偶体)の配偶子核の一つは、それがある場合に異なることになる生殖細胞女性(卵細胞)と別の肥沃な別の細胞を、受精することにより、植物において起こるプロセスであります被子植物または乳房。
被子植物では、配偶体の第2の核が花粉嚢の中心細胞に存在する2つの極核と融合し、後に胚乳で発達します。一方、神経節では、雄の配偶体の第2の核が腹側運河の核と融合して、第2の胚を生成します。
植物の受精。1)胞子体; 2)葯; 3)卵子; 4)卵巣; 5)小胞子幹細胞; 6)大胞子幹細胞; 7)小胞子; 8)大胞子; 9)花粉粒(男性配偶体)10)胚嚢(成熟した雌性配偶体); 11)種子; 12)胚乳(3n); 13)成熟した種子; I)二倍体(2n); II)一倍体(n); III)減数分裂; IV)有糸分裂; V)受粉; VI)二重受精; 撮影および編集者:TheLAW14。
植物学者たちは当初、二重受精は被子植物の唯一の現象であると信じていましたが、そのプロセスは、後でグナルグループの植物についても説明されました。
歴史
ロシア産の植物学者セルゲイガブリロビッチナワシンは、ユリマルタゴンとフリッティラリアテネラ種の被子植物を扱っており、二重受精プロセスを初めて観察しました。この現象は、後に有名なポーランド語-ドイツ語植物学者エデュアルドストラスバーガーによって実証されました。
この発見後、さまざまな植物学者が、さまざまな裸子植物のグループ(Thuja、Abies、Pseudotsugaなど)で異常な二重受精イベントを報告しました。2回目の受精の産物は、変性したり、遊離核を生成したり、追加の胚を生じたりする可能性があります。
後で、二重受精は、gnetalグループの植物では通常のイベントであることが示されましたが、これらでは、被子植物とは異なり、2番目の受精では常に胚乳が生成され、胚乳は生成されません。
説明
被子植物で
ほとんどの被子植物では、大胞子前駆細胞(巨芽球)は減数分裂によって4つの一倍体巨胞子を生成し、そのうちの1つだけが巨大配偶体を生成するように発達し、他は変性します。
巨大配偶体は8つの核を生成し、そのうちの2つ(極核)は巨大配偶体または胚嚢の中央ゾーンに向かって移動するため、二核細胞が生じます。
残りの核は周辺に3つのグループとして配置され、そのうちの1つはオボセルを形成し、隣接する2つは相乗効果を形成し、反対側の端にある残りの3つは対掌体を形成します。
男性の配偶体(花粉粒)は、3つの核を生成します。2つの精子と1つの栄養。花粉粒が柱頭に接触すると、花粉管が発芽し、花粉管を形成します。花粉管は、相乗剤によって生成された物質に引き寄せられ、花柱を通じて成長します。
次に、2つの精子核が花粉管を通って移動し、二重受精を行います。精子の核の1つは卵細胞の核に融合し、胚を発生させる接合子を形成し、もう1つは中心細胞の2つの核と融合して胚乳を発生させます。
胚乳
胚乳は、胚嚢(二核)の中心細胞と花粉粒の2つの精子核の1つとの融合から形成される三倍体組織です。胚乳細胞はタンパク質マトリックスに埋め込まれたデンプン顆粒が豊富で、その機能は発達中の胚に栄養物質を供給することです。
被子植物における胚乳の進化的起源について科学者の間でコンセンサスはありません。一部の著者は、それが他の胚の利益のために発達が栄養組織に変換された余分な胚であると主張しています。
他の著者は、胚乳は有性生殖の産物ではなく、裸子植物で発生するように、胚嚢の発達の栄養段階であると主張しています。どちらの仮説にも批判者と擁護者がいます。
グルネタレスで
二重受精が証明されている唯一の裸子植物は、GnetumおよびEphedra(Gnatales)属に属します。しかし、それらのいずれにおいても、この二重受精の結果として胚乳が発生することはありません。
エフェドラ
エフェドラの少なくとも2種では、雌性配偶子は単胞子性配偶体内のアルケゴニアで形成されます。その部分の精管は4つの核を含み、そのうちの2つは生殖です。
これらの精子の核は巨大配偶体で放出され、それらの1つは卵細胞の核と融合し、もう1つは腹側管の核と融合します。
同じ花粉管からの2つの精子核も遺伝的に同一である一方で、2つの雌核が単胞子体配偶体内で形成されたため、結果は2つの接合子が遺伝的に同一の生存可能な胚に成長します。
雌性配偶体ごとに2つ以上のアルケゴニアが形成され、配偶体内で同時に複数の二重受精イベントが発生します。
Gnetum
エフェドラで発生する二重受精と比較すると、Gnetumでの二重受精は重要な違いを示します。Gnetumでは、エフェドラとは異なり、雌の配偶体は単胞子ではなく四胞子です。
もう1つの違いは、Gnetumではアーケゴニアも予定されたオボセルも形成されないことです。卵細胞の喪失により、多数の女性の配偶体核が受精可能です。このようにして、花粉管からの2つの精子核は、任意の2つの雌核を受精させることができます。
エフェドラと同様に、Gnetumでの二重受精プロセスでは、2つの生存可能な接合子が生成されますが、雌性配偶体の四胞子の性質により、接合子は遺伝的に同一ではありません。Gnetumでは、十分な花粉粒がある場合、複数の二重受精イベントも発生する可能性があります。
Gnetal植物Ephedra viridis。取得および編集元:Dcrjsr。
植物の二重受精と進化
GnetumとEphedraでの二重受精の発見は、このプロセスがGnetalesとangiospermsの共通の祖先で始まったという進化論的仮説をサポートします。 (単系統)。
Synapomorphiesは、2つ以上の種または分類群によって共有される派生キャラクターであり、ある程度の親族関係を示す場合があります。その場合の祖先の特徴(多形)は単純な受精です。
このように、Gnetalesは、二重受精が2つの生存可能な受精卵を生み出す、着生植物のクレード内の基本グループである可能性がありますが、二重受精の産物としての胚乳の出現は、被子植物内のユニークなシナポモルフィになります。 。
参考文献
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