Pręcik: Męskie organy rozrodcze w roślinach kwitnących

Przeczytaj ten artykuł, aby dowiedzieć się więcej o pręciku: męskim narządzie rozrodczym w roślinach kwitnących!

Pręcik jest męskim narządem rozrodczym lub mikroporofilem kwiatu. Składa się z dwóch części: włókna ciągłego i pylnika. Włókno to długa i smukła łodyga. Jest on przymocowany proksymalnie do wzgórza, płatka lub tepala. Dystalnie nosi pylnik. Anther to szersza, podobna do gałki, żyzna część pręcika. Składa się on z jednego lub dwóch płatów pylników, a zatem pylniki nazywane są monotonne lub dalkowe.

Dwa płaty pylące są oddzielone w przednim obszarze głębokim rowkiem, ale są przymocowane do siebie na tylnej stronie sterylną tkanką parenchymus zwaną łączącą. Łącznik posiada pasmo naczyniowe. Connective jest nieobecny w monotonnym pręciku.

(a) Struktura Anther:

Jest to dwubelkowa czworoboczna podłużna gałka przypominająca płodną część pręcika. Każdy płat pępowinowy zawiera dwa długie i cylindryczne worki pyłkowe lub mikrosporangię. W ten sposób pylący pylnik jest tetrasporangiate, podczas gdy prutownik dwunożny jest bisporangiate. Rzadko, płat pylący ma tylko jedno mikrosporangium, np. Wolffia lub jest tylko jeden mikrosporangium na pylniku, np. Arceutobium. Cztery mikrosporangie pylnika znajdują się w jego czterech rogach.

Biegną równolegle do siebie. Dwie mikrosporangie płata pylnika są oddzielone od siebie płytkim rowkiem na zewnątrz i wewnętrznym paskiem sterylnej tkanki parenchymatycznej. Wszystkie mikrosporangie pokryte są na zewnątrz dobrze zdefiniowanym wspólnym naskórkiem pylnika.

Komórki naskórka często ulegają rozciągnięciu i wysychają w dojrzałości. Mikrosporangia rozwija się podskórnie w pylniku z pasków archespiralnych komórek, tj. Rozwój mikrosporangi jest eusporangiate. Archespiralne komórki dzielą się perykularnie, tworząc zewnętrzne podnajazdowe komórki okładzinowe i wewnętrzne komórki zarodkowe. Komórki okładzinowe dzielą się dalej przez ściany okołomenowe, tworząc 3-5 warstwową ścianę mikrosporażową składającą się z endotelium, środkowych warstw i tapetum.

Microsporangium:

Mikrosporangium lub przyszły worek pyłkowy to cylindryczny worek, który wydaje się okrągły w przekroju poprzecznym. Składa się z dwóch części, ściany zewnętrznej i centralnej jednorodnej tkanki zarodkowej. Ściana mikrosporażowa ma cztery typy warstw naskórka (wspólne pokrycie pylnikiem), endotelium, 1-3 warstwy środkowe i tapetum.

Trzy zewnętrzne pełnią funkcję ochronną w młodym pylniku i mechanizm pękania w dojrzałym pylniku. Zarówno endotelium, jak i tapetum składają się z większych komórek. W typowym pylniku komórki endotelialne rozwijają włókniste zgrubienia celulozy na wewnętrznej i promieniowej ścianie i stają się martwe.

Z powodu obecności włóknistych zgrubień, endotelium jest również nazywane warstwą włóknistą. W płytkim rowku znajdującym się pomiędzy dwoma mikrosporangiami płatka pylnika, komórki podskórne leżące na poziomie endotelium pozostają cienko ściankowane. Stanowią stomium lub linię pęknięcia.

Komórki środkowych warstw ulegają degeneracji w celu zapewnienia pożywienia rosnącym komórkom macierzystym mikrospor. Komórki tapetalne powiększają się promieniście i wypełniają się gęstą zawartością protoplazmatyczną, a także substancjami odżywczymi. Są albo wielojądrowe, albo ich jądro staje się poliploidalne z powodu endoploidii. Tapetum składa się z dwóch rodzajów amoeboidów (= inwazyjnych, periplazmatycznych) i sekrecyjnych (= gruczołowe, ciemieniowe).

W typie amorokokowym komórki tapetalne łączą się, tworząc plazmon lub periplazmatód, ponieważ przechodzą one pomiędzy komórkami sporogennymi, aby je odżywiać. Komórki wydzielniczego tapetum przenoszą substancje na komórki sporogenne w celu ich wzrostu i różnicowania. Ostatecznie oba rodzaje degeneratów tapetum.

Tapetum pełni wiele funkcji: (i) odżywianie rozwijających się komórek macierzystych mikrospor i ziaren pyłku, (ii) wytwarza granulki Ubisch bogate w lipidy, zawierające sporopolineinę do formowania zarodków, pollenkitt (oleiste, klejące pokrycie lipidów i karotenoidów) w przypadku entomofilnych ziaren pyłku, specjalnych białek dla ziaren pyłku, aby rozpoznać kompatybilność i hormon IAA. (iii) Wydziela enzymy, takie jak kallaza odpowiedzialna za degradację ściany kallowej wokół tetradu pyłkowego.

(b) Mikrosporogeneza (rozwój ziaren pyłku):

Sporogenna tkanka wypełnia całe wnętrze mikrosporangium. Jego komórki dzielą się wraz z wzrostem pylników i zwiększają ich liczbę. Ostatecznie przekształca się je w mikrospor lub komórki macierzyste pyłkowe (PMC). Te ostatnie są diploidalne, to znaczy posiadają dwa genomy lub zestawy chromosomów.

Mikrosporowe komórki macierzyste lub mikrosporocyty tworzą wewnętrzną warstwę kalosezy (β-1, 3 glukan), która rozrywa połączenia plazmodermalne między sobą. Oddzielone komórki macierzyste zaokrąglają się i ulegają mejozie w celu wytworzenia tetrad haploidalnych mikrospor lub ziaren pyłku.

Zjawisko to nazywa się mikro-sporogenezą. Ziarna pyłku tetrad rosną i oddzielają się od siebie. Zazwyczaj rozmieszczenie mikrospor w tetrad jest tetraedryczne (najczęściej spotykane) lub isobilateral. Jednakże stwierdzono również tetrady rozwłókniające, liniowe i T (ryc. 2.5). W Aristolochia elegans zarejestrowano wszystkie pięć rodzajów tetrad.

Przeważnie wszystkie 4 jądra w tetradzie pozostają funkcjonalne, tworząc 4 mikrospory. Jednak w Сурегасеае tylko jedna funkcja działa i dlatego tylko jedna mikrospora zamiast 4 jest tworzona przez jedną mejozę. W niektórych przypadkach wszystkie 4 pyłki pozostają przyczepione tworząc ziarenki pyłku złożonego np. Juncus, Jatropha, Typha.

W Calotropis i roślinach pokrewnych wszystkie ziarna pyłku płatka pylnika pozostają połączone w jednym worku zwanym pollinem. Dwie zapyliny sąsiednich pylników są połączone, aby wytworzyć translator. Polyspory występuje na więcej niż czterech zarodnikach w tetrad. Aż 11 mikrospor są obserwowane w "tetrad" w Cuscuta.

Dehiscence of Anther:

Dojrzały pylnik wysycha. Sterylny pasek znajdujący się pomiędzy dwoma workami pyłkowymi każdego pektora rozpada się, tworząc pojedyncze wgłębienie. Dlatego dojrzały pylnik ma tylko dwie wgłębienia lub kość, z jedną kulą w każdym pylonie. Wraz z utratą wody różnie pogrubione martwe komórki endotelium kurczą się od zewnętrznych cienkich ścian.

Te ostatnie stają się wklęsłe. Przenosi ich zewnętrzne promieniowe ściany bliżej. W rezultacie endotelina skraca i pęka ścianę płatka pylnika w okolicy stomium. Linia pęknięć jest podłużna w takich przypadkach, np. Musztarda. Linię pęknięć i ziaren pyłku można zaobserwować, kładąc palec na dojrzałym pylniku. Linia żółtawej sproszkowanej masy ziaren pyłku pojawi się nad palcem.

To samo można umieścić na kropli wody pobranej na szkiełku i obserwowanej pod mikroskopem. Odkryte zarodniki są zbierane przez różne agencje w celu zapylenia. Lokalna degradacja ściany występuje w innych rodzajach pękania, takich jak zawory w berberdze, pory w Solanum i nieregularne pękanie w Najas.

(c) Struktura ziaren pyłku (rys. 2.6-8):

Zwykle ma zarys kulisty, chociaż znaleziono również kilka innych kształtów. Średnica wynosi 25-50 μm. Na zewnątrz jest bardzo odporna ściana, a wewnątrz - komórkowa. Jego cytoplazma jest bogata w skrobię i nienasycone oleje. Te ostatnie chronią chromosomy przed uszkodzeniem popromiennym.

Protoplast ziaren pyłku jest na początku zunifikowany, ale w momencie wyzwolenia staje się 2-3komórkowy. Ściana lub pokrycie ziarna pyłku nazywa się sporoderm. Ma dwie warstwy: zewnętrzną i wewnętrzną. Intine ma charakter pekto-celulozowy. W miejscach zawiera białka enzymatyczne (Knox i Heslop-Harrison, 1971). Exina jest wykonana z wysoce odpornej substancji tłuszczowej zwanej sporopolleniną (Zelisch, 1932). Sporopollenina nie jest rozkładana przez żaden enzym.

Nie ma na nią wpływu wysoka temperatura, silny kwas ani silne alkalia. Ze względu na sporopolleninę ziarna pyłku są dobrze zachowane jako mikroskamieniałości. Miejscowo, exine posiada białka do reakcji enzymatycznych i kompatybilności. Elinę różnicuje się w zewnętrzną ekteksynę (płciowość) i wewnętrzną endeksynę (neksynę). Ektexine składa się ponadto z wewnętrznej ciągłej warstwy stopy, środkowej nieciągłej warstwy bakuliny i najbardziej oddalonego tektum nieciągłego.

Tectum zapewnia charakterystyczne rzeźby lub wzory na powierzchni ziarna pyłku, np. Grzbiety, guzki, kolce, siateczki. Może pomóc ekspertom w identyfikacji ziaren pyłku i skierowaniu ich do rodziny, rodzaju lub gatunku. Badanie zewnętrznej morfologii dojrzałych ziaren pyłku nazywa się palinologią.

W zapylanych przez owady ziarnach pyłku egzina jest kolczasta, a także pokryta żółtawą, lepką lepką i oleistą warstwą zwaną pyłkiem kwiatowym. Pollenkit składa się z lipidów i karotenoidów. W niektórych miejscach gra jest cienka lub nieobecna. Obszary mogą mieć zagęszczone intine lub odkładanie się kalosezy. Nazywane są porami zarodkowymi (jeśli są zaokrąglone) lub bruzdami zarodkowymi (jeśli są wydłużone). Ziarna pyłku są zwykle tricolpate (z trzema porami zarodkowymi) w dwuliściennych i jednokwiatowych (z pojedynczą bruzdą zarodkową) w jednoliściennych.

Odporność na pyłki:

Jest to okres, w którym ziarna pyłku zachowują zdolność kiełkowania. Żywotność pyłku jest niewielka w kwiatach zapylanych w stanie pączka. To jest 30 minut w ryżu i pszenicy. W innych okres żywotności jest długi, nawet miesiąc w niektórych członków rodziny różowatych, leguminosae i solanaceae. Zależy to jednak od środowiskowych warunków temperatury i wilgotności. Ziarno pyłku można przechowywać przez lata w ciekłym azocie (- 196 ° C) w bankach pyłków do późniejszego wykorzystania w programach hodowli roślin.

Alergia na pyłki:

Ziarna pyłku są produkowane w dużej ilości, szczególnie w przypadku gatunków anemofilnych. Unoszą się w powietrzu i wchodzą do dróg oddechowych. U niektórych osób rozwija się u nich alergia, powodując zaburzenia oddechowe, takie jak nieżyt nosa, astma i zapalenie oskrzeli - alergia oskrzelowa. (Gorączka siana) Głównym czynnikiem wywołującym alergię na pyłki jest marchew, trawa, partenum.

Weszła do Indii jako zanieczyszczenie importowanej pszenicy, ale rozprzestrzeniła się we wszystkich częściach kraju. Chenopodium, Amaranthus, Sorgo, Ricinus, Prosopis, Cynodon to inne powszechne źródła alergii na pyłki. Ponieważ różne rośliny produkują ziarna pyłku w różnych porach roku, kalifornijskie kalendarze pyłków mogą być skanowane, a reakcja alergiczna jest określana dla konkretnych roślin.

Produkty pyłkowe:

Ziarna pyłku, zwłaszcza te zebrane przez pszczoły, są wykorzystywane do różnych celów, takich jak naturalne lekarstwo, kosmetyki i suplementy diety. Uważa się, że ziarna pyłku są bogate w składniki odżywcze (białko 7-26%, węglowodany 24-48%, tłuszcze 0, 9-14, 5%). Są one przyjmowane w postaci tabletek z syropami w celu poprawy stanu zdrowia, zwiększenia wydajności sportowców i koni wyścigowych.

(d) Struktura i rozwój męskiego gametofitu (mikrogametogeneza; ryc. 2.9):

Rozwój przed zapyleniem:

Ziarno pyłku lub mikrospora jest pierwszą komórką męskiego gametofitu i reprezentuje niedojrzały męski gametofit. Rozwój męskiego gametofitu jest przedwczesny, to znaczy zaczyna się wewnątrz worka mikrosporangium lub pyłku. Po pierwszym utworzeniu mikrospor lub młode ziarno pyłku ma centralnie umieszczone jądro osadzone w gęstej cytoplazmie pokrytej błoną plazmatyczną. Rośnie w miarę napływu składników odżywczych. Powstają próżni i powodują szybki wzrost ziarna pyłku.

Cholewki przepychają jądro ziarna pyłku na jedną stronę w pobliżu ściany. Protoplast dzieli się następnie mitotycznie, tworząc dwie nierówne komórki - małą komórkę generatywną i dużą rurkę lub komórkę wegetatywną. Warstwa kalusa rozwija się wokół komórki generatywnej, która oddziela komórkę od ściany ziarna pyłku. Później, kaloza rozpuszcza się, a naga komórka generacyjna zaczyna swobodnie leżeć w cytoplazmie komórki rdzenia.

Komórka probiercza ma wakuolową cytoplazmę, która jest bogata w rezerwę pokarmową (skrobia, białko, tłuszcz z przeważnie nienasyconymi kwasami tłuszczowymi) i organelle komórkowe. Jego jądro staje się duże i nieregularne. Generatywna komórka ma kształt wrzeciona o kulistym zarysie z cienką gęstą cytoplazmą otaczającą znaczące jądro.

U niektórych gatunków komórka generatywna dzieli się na dwie nieruchome gametki przed pęknięciem pylnika i uwolnieniem ziaren pyłku. Dlatego w momencie zapylania ziarno pyłku jest albo 2-komórkowe (komórka probiercza + komórka generatywna; występuje w ponad 60% roślin kwitnących, przeważnie dwuliściennych) lub 3-komórkowe (komórka tuby + dwie gametki męskie).

Rozwój po zapyleniu:

Na stygmacie kompatybilne ziarno pyłku absorbuje wodę i składniki odżywcze ze stygmatu w jego porach zarodkowych. Rurka lub komórka wegetatywna powiększa się. Ziarno pyłku wydobywa się przez jedną z porów zarodkowych lub bruzd zarodkowych w celu utworzenia łagiewki pyłkowej. Rurka pyłkowa jest zakryta przez zęby.

Został zgłoszony przez włoskiego matematyka Amici (1824) w Portulaca. Wydziela pektynazy i inne enzymy hydrolityczne, aby utworzyć przejście w tym stylu, jeśli jest ono stałe. Rurka pyłkowa absorbuje pożywienie z komórek stylu w celu jego wzrostu.

Jądro rurki schodzi do końcówki łagiewki pyłkowej. Generatywna komórka (lub jej produkty) również przechodzi do niej. Wkrótce dzieli się na dwie nieruchliwe gametki męskie, jeśli nie jest już podzielona. Każda męska gametka jest zarysu soczewkowego do sferycznego. Ma duże jądro otoczone cienką osłoną cytoplazmy. Każda męska gameta jest uważana za jedną komórkę. Jądro tuby może się całkowicie zdegenerować.

Rurka pyłkowa jest gruczołowa, wydzielnicza i chłonna. Ma (i) strefę wzrostu na czubku (blokada) z gęstą aktywną cytoplazmą bogatą w pęcherzyki, (ii) jądrową strefą zawierającą jądro tuby i męskie gamety, (iii) strefę próżniową bogatą w podciśnieniową cytoplazmę pomiędzy aktywną i nieaktywną cytoplazmą z szeregiem zatyczek typu "callose" w celu oddzielenia starszej nieaktywnej cytoplazmy.

Rurki pyłkowe nie tylko przenoszą męskie gamety, ale także wydzielają hormony i pochłaniają jedzenie ze stylu. Ziarno pyłku z rurką pyłkową z męskimi gametami reprezentuje dojrzały męski gametofit. Jest to 3 komórkowa (jedna komórka probówkowa + 2 męskie gamety) i 3 jądrowa struktura utworzona przez dwa podziały mitotyczne.