Interazione del pistillo del polline in piante da fiore
Interazione del pistillo del polline in piante da fiore!
Un carattere speciale della riproduzione sessuale nelle angiosperme è l'interazione tra il grano pollinico, il gametofito maschile con un massiccio tessuto sporigeno di pistillo (stigma e stile) prima di scaricare i gameti maschili vicino all'uovo.
Solo dopo aver chiarito l'autoincompatibilità, divenne evidente l'importanza dell'interazione tra polline e pistillo.
Le principali funzioni da eseguire durante la riproduzione sessuale da parte di qualsiasi organismo sono:
a) Stabilità delle specie.
(b) Mantenimento del grado ragionevole di variabilità genetica all'interno delle specie.
Gli organismi che si riproducono sessualmente hanno la capacità di riconoscere e selezionare gameti adatti per la fecondazione. La funzione di riconoscimento e accettazione dei partner di accoppiamento è alla base dei gameti stessi. I gameti femminili producono sostanze chimiche per attirare gameti maschili.
Nelle piante da fiore, il gamete femminile è presente nella sacca dell'embrione e quindi seduto profondamente dentro l'ovulo in nucellus, che a sua volta è coperto dal pistillo per formare ovaie, stile e stigma. I grani di polline (microspores) non hanno accesso diretto al gamete femminile.
Il tubo pollinico appare dai pori germinali presenti sui grani di polline. Tutto il contenuto dei grani di polline migrano nel tubo pollinico. La crescita massima si verifica nella regione della punta e il citoplasma è per lo più confinato alla regione della punta del tubo pollinico. Per limitare il citoplasma alla punta del tubo pollinico, le spine callose si formano a intervalli regolari nel tubo pollinico.
Dopo essere stato depositato sullo stimma, il granulo di polline assorbe il liquido dalla superficie umida dello stigma, si espande in dimensioni e l'inline sporge attraverso il poro di germe. Lo stigma svolge un ruolo importante nella germinazione del grano pollinico. Lo stigma secerne il liquido contenente liquidi, gomme, zucchero e resine.
La funzione principale della secrezione stigmatica è quella di proteggere il polline e lo stigma dall'essiccazione. In grani di polline di Brassica si attaccano alle papille stigmate a causa della "fusione della reazione" con il rivestimento ceroso delle cuticole causato dall'enzima cutinase. I grani di polline possono attaccarsi allo stigma da parte dei filamenti mucillaginosi, ad esempio il cosmo. Lo stigma in molte famiglie forma escrescenze papilose che sono costituite da proteine idrofile.
I grani di polline possono anche germinare su un altro sacco (microsporangium), sulla superficie dei petali, sullo stile (nel caso in cui sia stato rimosso lo stigma) in alcuni fiori cleistogamici. Il periodo di vitalità del polline differisce da specie a specie.
Il periodo di tempo per il quale i grani di polline rimangono vitali è variabile e dipende dalla temperatura e dall'umidità esistenti. In alcuni cereali come riso e grano, i chicchi di polline perdono la redditività entro 30 minuti. e in alcuni membri delle famiglie Rosaceae, Leguminose e Solanacee, mantengono la vitalità per mesi.
Uno dovrebbe avere familiarità con la memorizzazione di sperma / sperma di molti animali tra cui l'uomo per l'inseminazione artificiale. È possibile conservare i grani di polline di un gran numero di specie per anni in azoto liquido (-196 ° C).
Tale polline immagazzinato può essere utilizzato come banchi di polline, simili alle banche del seme, nei programmi di selezione delle colture, ecc. I grani di polline non germinati contengono ribosomi liberi. Il montaggio polisomiale inizia immediatamente dopo l'assorbimento dell'acqua. Gli enzimi necessari per la germinazione del polline sono prodotti in questo momento.
Il polline vitale germina lo stigma indipendentemente dalla posizione del tubo germinale. Il polline diventa idratato sullo stigma, assorbe l'acqua. Si gonfia e germina per produrre il tubo di polline. Il polline idratato mostra un alto rapporto r-RNA / t-RNA.
Il sondino del polline cresce sempre nella direzione dell'ovaio. Il percorso dei tubi pollinici nel pistillo è guidato dalla secrezione dell'ovulo. Il liquido stimmatico contiene sostanze chimiche come resine, zuccheri e lipidi ecc. Che forniscono un mezzo adatto per la germinazione del polline.
Nei grani di polline appena sotto la regione dell'apertura sono presenti gli enzimi come fosfatasi alcalina, ribonucleasi, esterasi e amilasi. Aiutano nella germinazione del polline. L'enzima cutinasi (nel tubo pollinico) scioglie la cutina sullo stigma nel punto di contatto. Oltre cutinase degrada anche lo strato della cuticola delle cellule del canale stilare.
Di solito, un tubo di polline è formato da un granello di polline (monosifone). Più di un tubo di polline può emergere da un grano (polisifonico), ma solo uno di essi fa un'ulteriore crescita. Nelle Asclepiadaceae e nelle Orchidaceae molti grani pollinici di pollinia possono germinare simultaneamente per formare molti tubi germinali.
L'interazione dello stigma del polline determina la germinazione del chicco di polline sullo stigma. In questo caso, la superficie stigmatica riconosce il grano specifico del polline e solo allora è permesso di idratare e infine germinare. In granuli di polline autoincompatibili, alcuni fattori sull'esina possono produrre una risposta di rifiuto su una superficie stigmatica.
Il pistillo è adeguatamente dotato di dispositivi che consentono al polline del solo tipo di accoppiamento corretto di funzionare normalmente, altri vengono scartati. Lo stigma riceve una varietà di pollini trasportati per via aerea o insetto, ma non tutti i pollini che raggiungono lo stigma riescono a influenzare la fecondazione.
Nelle piante da fiore l'interazione massiccia di polline-pistillo, seguita dal trasferimento della funzione di riconoscimento e rigetto dall'uovo al tessuto sporofitico del pistillo, ha portato alla positiva affermazione dell'autocompatibilità. Tutti i gameti maschili che provengono dallo stesso genotipo sono efficacemente impediti dall'accesso al gamete femminile.
A causa dell'interazione con il polline, si sviluppa una competizione intensa anche nei gameti compatibili. I grani di polline sono continuamente sottoposti a una dura competizione nel pistillo. Solo i gameti maschili con vigoroso tubo pollinico riescono a raggiungere il gamete femminile.
Qualsiasi gamete compatibile che riesca a stabilire un contatto iniziale con il gamete femminile generalmente ha effetti sulla fecondazione. La concorrenza intensa dei tubi di polline è responsabile del successo delle angiosperme rispetto ad altri gruppi di piante. L'interazione tra polline e pistillo è di grande importanza nella biologia della riproduzione sessuale e della formazione del seme.
Tali studi hanno fornito dati preziosi sulla struttura del pistillo, in particolare sullo stigma in relazione alla sua funzione. Il pistillo ha sviluppato meccanismi per riconoscere i grani di polline e consentire la crescita di tubi da quelli compatibili; tubi di polline incompatibili sono efficacemente impediti di raggiungere il gamete femminile.
