Эмбриогенез растений (первые этапы жизни растения)
Формирование зародыша (эмбриогенез) растений представляет собой процесс, в результате которого из одной исходной клетки-зиготы (оплодотворённая яйцеклетка) образуется зрелый зародыш.
Процесс эмбриогенеза хорошо изучен и разделён на несколько фаз, различающихся по морфофизиологическим процессам, функциональной нагрузке, продолжительности и значению для его дальнейшего развития. В этой статье рассмотри процесс эмбриогенеза на примере злаковых растений.
Стадии развития зародыша, эндосперма и околоплодника у гексаплоидной пшеницы. Световые микрофотографии эмбриона ( [B] - [G] ), эндосперма ( [N] и [P] ), околоплодника (R) и зерна ( [T] и [U] ); сканирующие электронные микрофотографии зерна (A)
I. Этап недифференцированного зародыша.
Включает стадии: зигота; двуклеточный зародыш; четырехклеточный зародыш, многоклеточный зародыш.
Зигота (длина зародыша – 0,001 мм, время после опыления – 12 часов).
Первая клетка формирующаяся после осуществления процесса оплодотворения. В этот момент определяется полярность (направления развития) эмбриона
Двуклеточный зародыш (длина зародыша – 0,05-0,1 мм, время после опыления – 1,5-2,0 суток).
Состоит из апикальной и базальной клеток как результата асимметричного деления зиготы. Происходит становление клеточной специализации зародыша.
Четырехклеточный зародыш (длина зародыша – 0,12-0,14 мм, время после опыления – 2,5 суток).
Состоит из двух клеток апикального полюса и двух клеток базального полюса. Происходит становление дорсовентральности зародыша.
Многоклеточный зародыш (длина зародыша – 0,15-0,2 мм, время после опыления –3,0-4,0 суток).
Формируется в результате интенсивных клеточных делений апикальной и базальной клеток. На этой стадии происходит накапливание массы клеток, необходимой для дифференциации зародыша.
II. Этап дифференциации зародыша.
Репрезентативные микрофотографии LTSEM зародышей пшеницы (A, C, E) и их криодробленных клеток (B, D, F) на разных стадиях развития.
Включает стадию органогенеза (формирование тканей и органов), которую можно подразделить на три подстадии:
Подстадия 1 (длина зародыша – 0,4-0,6 мм, время после опыления – 4,5-8,0 суток).
Происходят интенсивные клеточные деления в зародыше, главным образом в апикальной его части. Зародыш быстро растет. В нем постепенно формируется первый орган – щиток (единственная семядоля), закладывается точка роста – область меристематических клеток.
Подстадия 2 (длина зародыша – 0,8-1,3 мм, время после опыления – 8,5-12,0 суток).
Клеточные деления замедляются, что ведет к приостановке роста зародыша. Формируется еще один орган – колеоптиль.
Подстадия 3 (длина зародыша – 1,5-2,0 мм, время после опыления – 12,5-17,0 суток).
Рост зародыша происходит за счет растяжения клеток. Постепенно формируются апекс побега, зародышевый корень, колеориза, эпибласт, лигула. К концу этой подстадии рост зародыша постепенно снижается, а затем стабилизируется, и заметных изменений в размерах зародыша не происходит. Во время этой стадии происходят важнейшие морфогенетические процессы – морфологическая дифференциация зародыша, формирование всех присущих зародышу злаков органов.
III. Этап дифференцированного зародыша.
Включает стадии сформированного и зрелого зародыша.
Зародыш пшеницы на стадии относительной автономии. Сканирующая электронная микроскопия (а) и световой микроскопии (б). SA - вершина побега; Cl, колеоптил; ERM - меристема зародыша корня; S, суспензор; Sc, щиток; Eb, эпибласт; En, эндосперм.
Сформированный зародыш (длина зародыша – 2,1-2,2 мм, время после опыления – 17,5-20,0 суток).
Присутствуют все органы, характерные для зародыша злаков. Происходит незначительный рост органов зародыша (за счет растяжения клеток), хотя размеры зародыша существенно не изменяются. Формируется первый лист. Начинается интенсивное накопление запасных питательных веществ (главным образом, крахмала), которые будут использованы в ходе прорастания. Значение этой стадии в эмбриогенезе: подготовка зародыша к вступлению в период покоя.
Зрелый зародыш (длина зародыша – 2,3-2,6 мм, время после опыления – 21,0-25,0 суток).
Формируются второй и третий листья и корневой чехлик. Значение этой стадии в эмбриогенезе: вступление зародыша в период покоя.
По окончанию всех этапов формирования зародыша, он становится способным к самостоятельной жизнедеятельности, осталось только вывести его из покоя и обеспечить подходящие для роста условия.
Логово ботаника
Эмбриогенез растений (первые этапы жизни растения)
Формирование зародыша (эмбриогенез) растений представляет собой процесс, в результате которого из одной исходной клетки-зиготы (оплодотворённая яйцеклетка) образуется зрелый зародыш.
Процесс эмбриогенеза хорошо изучен и разделён на несколько фаз, различающихся по морфофизиологическим процессам, функциональной нагрузке, продолжительности и значению для его дальнейшего развития. В этой статье рассмотри процесс эмбриогенеза на примере злаковых растений.
I. Этап недифференцированного зародыша.
Включает стадии: зигота; двуклеточный зародыш; четырехклеточный зародыш, многоклеточный зародыш.
Зигота (длина зародыша – 0,001 мм, время после опыления – 12 часов).
Первая клетка формирующаяся после осуществления процесса оплодотворения. В этот момент определяется полярность (направления развития) эмбриона
Двуклеточный зародыш (длина зародыша – 0,05-0,1 мм, время после опыления – 1,5-2,0 суток).
Состоит из апикальной и базальной клеток как результата асимметричного деления зиготы. Происходит становление клеточной специализации зародыша.
Четырехклеточный зародыш (длина зародыша – 0,12-0,14 мм, время после опыления – 2,5 суток).
Состоит из двух клеток апикального полюса и двух клеток базального полюса. Происходит становление дорсовентральности зародыша.
Многоклеточный зародыш (длина зародыша – 0,15-0,2 мм, время после опыления –3,0-4,0 суток).
Формируется в результате интенсивных клеточных делений апикальной и базальной клеток. На этой стадии происходит накапливание массы клеток, необходимой для дифференциации зародыша.
II. Этап дифференциации зародыша.
Включает стадию органогенеза (формирование тканей и органов), которую можно подразделить на три подстадии:
Подстадия 1 (длина зародыша – 0,4-0,6 мм, время после опыления – 4,5-8,0 суток).
Происходят интенсивные клеточные деления в зародыше, главным образом в апикальной его части. Зародыш быстро растет. В нем постепенно формируется первый орган – щиток (единственная семядоля), закладывается точка роста – область меристематических клеток.
Подстадия 2 (длина зародыша – 0,8-1,3 мм, время после опыления – 8,5-12,0 суток).
Клеточные деления замедляются, что ведет к приостановке роста зародыша. Формируется еще один орган – колеоптиль.
Подстадия 3 (длина зародыша – 1,5-2,0 мм, время после опыления – 12,5-17,0 суток).
Рост зародыша происходит за счет растяжения клеток. Постепенно формируются апекс побега, зародышевый корень, колеориза, эпибласт, лигула. К концу этой подстадии рост зародыша постепенно снижается, а затем стабилизируется, и заметных изменений в размерах зародыша не происходит. Во время этой стадии происходят важнейшие морфогенетические процессы – морфологическая дифференциация зародыша, формирование всех присущих зародышу злаков органов.
III. Этап дифференцированного зародыша.
Включает стадии сформированного и зрелого зародыша.
Сформированный зародыш (длина зародыша – 2,1-2,2 мм, время после опыления – 17,5-20,0 суток).
Присутствуют все органы, характерные для зародыша злаков. Происходит незначительный рост органов зародыша (за счет растяжения клеток), хотя размеры зародыша существенно не изменяются. Формируется первый лист. Начинается интенсивное накопление запасных питательных веществ (главным образом, крахмала), которые будут использованы в ходе прорастания. Значение этой стадии в эмбриогенезе: подготовка зародыша к вступлению в период покоя.
Зрелый зародыш (длина зародыша – 2,3-2,6 мм, время после опыления – 21,0-25,0 суток).
Формируются второй и третий листья и корневой чехлик. Значение этой стадии в эмбриогенезе: вступление зародыша в период покоя.
По окончанию всех этапов формирования зародыша, он становится способным к самостоятельной жизнедеятельности, осталось только вывести его из покоя и обеспечить подходящие для роста условия.
#наука #ботаника #эмбриогенез #злаки