Meeldraad: Mannelijk reproductief orgaan in bloeiende planten

Lees dit artikel om meer te weten te komen over de meeldraad: het mannelijke voortplantingsorgaan in bloeiende planten!

Meeldraad is het mannelijke voortplantingsorgaan of microsporofyl van een bloem. Het bestaat uit twee delen, filament en helmknop. Gloeidraad is lange en slanke stengel. Het is proximaal bevestigd aan thalamus, petal of tepal. Distaal draagt ​​het een helmknop. De helmknop is een breder knopachtig vruchtbaar deel van de meeldraad. Het bestaat uit een of twee helmknoplobben en dienovereenkomstig worden helmknoppen monothecous of dithecous genoemd.

De twee helmknoplobben zijn gescheiden in het voorste gebied door een diepe groef maar zijn aan de achterzijde bevestigd aan elkaar door een steriel parenchymatig weefsel, connectief genoemd. Connective bezit een vasculaire streng. Connective is afwezig in monothecous meeldraden.

(a) Structuur van de helmknop:

Het is een langwerpig tetragonaal langwerpig knopvormig vruchtbaar deel van de meeldraad. Elke helmknopknop bevat twee lange en cilindrische stuifmeelzakken of microsporangia. Zo is een dithecous helmknop tetrasporangiate terwijl monothecous meeldraad bisporangiate is. In zeldzame gevallen heeft een helmknop alleen maar één microsporangium, bijv. Wolffia of is er slechts één microsporangium per helmknop, bijv. Arceuthobium. De vier microsporangia van een helmknop liggen bij zijn vier hoeken.

Ze lopen parallel aan elkaar. De twee microsporangia van een helmknop zijn van elkaar gescheiden door een ondiepe groef aan de buitenkant en een strook steriel, parenchymatisch weefsel aan de binnenkant. Alle microsporangia zijn aan de buitenkant bedekt door een goed gedefinieerde gemeenschappelijke epidermis van de helmknop.

De cellen van de opperhuid worden vaak uitgerekt en verschrompelen op de vervaldag. De microsporangia ontwikkelen hypodermaal in helmknop van stroken van archesporiale cellen, dat wil zeggen, de ontwikkeling van microsporangia is eusporangiate. De archesporiale cellen delen periclinaal om buitenste sub-epidermale pariëtale cellen en interne sporogene cellen te vormen. De pariëtale cellen verdelen verder door periclinale wanden om een ​​3-5 gelaagde microsporangiale wand te produceren die bestaat uit endothecium, middelste lagen en tapetum.

Microsporangium:

Een microsporangium of toekomstige stuifmeelzak is een cilindrische zak die in dwarsdoorsnede cirkelvormig lijkt. Het bestaat uit twee delen, buitenmuur en centraal homogeen sporogeen weefsel. Microsporangial wand heeft vier soorten lagen epidermis (gemeenschappelijke helmknop bekleding), endothecium, 1-3 middelste lagen en tapetum.

De buitenste drie vervullen de functie van bescherming in de jonge helmknop en mechanisme van dehiscentie in de rijpe helmknop. Zowel endothecium als tapetum bestaan ​​uit grotere cellen. In een typische helmknop ontwikkelen de endotheciale cellen vezelachtige verdikkingen van a-cellulose op de binnenste en radiale wanden en worden ze dood.

Vanwege de aanwezigheid van vezelige verdikkingen, wordt het endothecium ook vezelige laag genoemd. In de ondiepe groeve die aanwezig is tussen de twee microsporangia van een helmknop, blijven de hypodermale cellen op het niveau van het endothecium dunwandig. Ze vormen de stomium of lijn van dehiscentie.

Cellen van middelste lagen degenereren om voeding te verschaffen aan de groeiende microspore-moedercellen. De tapetumcellen worden radiaal groter en worden gevuld met dichte protoplasmische inhoud en voedingsstoffen. Ze worden multinucleaat of hun nucleus wordt polyploïde als gevolg van endoploïdie. Tapetum bestaat uit twee soorten amoebolden (= invasief, periplasmodium) en secretoir (= glandulair, pariëtaal).

Bij het amoeboïde type versmelten de tapetumcellen om een ​​plasmodium of periplasmodium te vormen, omdat het tussen de sporogene cellen passeert om ze te voeden. De cellen van het secretoire tapetum laten stoffen uit over de sporogene cellen voor hun groei en differentiatie. Uiteindelijk degenereerden beide soorten tapetum.

Tapetum heeft een aantal functies: (i) voeding van de ontwikkelende microspore-moedercellen en pollenkorrels; (ii) Het produceert lipidenrijke Ubisch-granules die sporopolinen bevatten voor exine-vorming, pollenkitt (olieachtige, kleverige bedekking van lipiden en carotenoïden) in In geval van entomofiele stuifmeelkorrels, speciale eiwitten voor de stuifmeelkorrels om compatibiliteit en hormoon-IAA te herkennen. (iii) Het scheidt enzymen zoals callase af die verantwoordelijk zijn voor de afbraak van callose-wand rond pollen tetrad.

(b) Microsporogenese (ontwikkeling van stuifmeelkorrels):

Sporogeen weefsel vult het hele binnenste van een microsporangium. Zijn cellen verdelen zich met de groei van helmknop en verhogen hun aantal. Uiteindelijk worden ze getransformeerd in microspore of stuifmeelmoedercellen (PMC). De laatste zijn diploïde, dat wil zeggen dat ze twee genomen of stellen chromosomen bezitten.

De microspore moedercellen of microsporocyten ontwikkelen een interne laag van callose (β-1, 3 glucaan) die de plasmodemische verbindingen onderling verbreekt. De gescheiden moedercellen ronden af ​​en ondergaan meiose om tetrads van haploïde microsporen of stuifmeelkorrels te produceren.

Het fenomeen wordt micro-sporogenese genoemd. De stuifmeelkorrels van een tetrad groeien en scheiden van elkaar. Gewoonlijk is de rangschikking van microsporen in een tetrad tetraëdrisch (meest voorkomende type) of isobilateraal. Er zijn echter ook decoupate, lineaire en T-vormige tetrads te vinden (Fig. 2.5). In Aristolochia elegans zijn alle vijf de soorten tetrads geregistreerd.

Meestal blijven alle 4 kernen in een tetrad functioneel om 4 microsporen te vormen. Echter, in Сурегасее, slechts een functies en dus, slechts een microspoor in plaats van 4 wordt gevormd door een meiose. In sommige gevallen blijven alle 4 pollen verbonden met samengestelde stuifmeelkorrels, bijvoorbeeld Juncus, Jatropha, Typha.

In Calotropis en verwante planten blijven alle stuifmeelkorrels van een helmknop in één enkele zak, pollinium genaamd, verenigd. Twee pollinia van aangrenzende helmknoppen zijn bevestigd om een ​​vertaler te produceren. Polysporie is het optreden van meer dan vier sporen in een tetrad. Maar liefst 11 microsporen worden waargenomen in een 'tetrad' in Cuscuta.

Dehiscentie van Anther:

De volwassen helmknop droogt op. De steriele strook die aanwezig is tussen de twee stuifmeelzakken van elke helmknop van de helmknop, desintegreert om een ​​enkele holte te vormen. Daarom heeft de volwassen helmknop slechts twee holtes of thecae, met één theca in elke helmknop. Met het verlies van water samentrekken de differentieel verdikte dode cellen van endothecium zich van hun buitenste dunne wanden.

De laatste worden hol. Het brengt hun buitenste radiale muren dichterbij. Als gevolg hiervan verkort het endothecium de muur van de helmknop in het gebied van stomium. De lijn van dehiscentie is longitudinaal in dergelijke gevallen, bijvoorbeeld Mosterd. De lijn van dehiscentie en stuifmeelkorrels kan worden waargenomen door een vinger over de rijpe helmknop te plaatsen. Er verschijnt een lijn met geelachtige poederachtige massa stuifmeelkorrels boven de vinger.

Hetzelfde kan worden geplaatst over een druppel water op een glaasje en bekeken onder de microscoop. De blootgestelde sporen worden door verschillende instanties geplukt voor bestuiving. Plaatselijke degradatie van de wand treedt op bij andere soorten dehiscentie-achtige kleppen in Barberry, poriën in Solanum en onregelmatige rupturing in Najas.

(c) Structuur van stuifmeelkorrel (figuren 2, 6-8):

Het is vaak bolvormig van opzet, hoewel er ook verschillende andere vormen worden gevonden. De diameter is 25-50 μm. Er is een zeer resistente muur aan de buitenkant en cellulaire inhoud aan de binnenkant. Het cytoplasma is rijk aan zetmeel en onverzadigde oliën. Deze laatste beschermen de chromosomen tegen stralingsschade.

Pollenkorrelprotoplast is in het begin uni-nucleaat, maar op het moment van bevrijding wordt het 2-3 cellen. Het bekleden van stuifmeelkorrels wordt sporoderm genoemd. Het heeft twee lagen, buitenste exine en innerlijke intieme. Intine is pecto-cellulosisch van aard. Op sommige plaatsen bevat het enzymatische eiwitten (Knox en Heslop-Harrison, 1971). Exine is gemaakt van een zeer resistente vetstof genaamd sporopollenin (Zelisch, 1932). Sporopollenine wordt niet door een enzym afgebroken.

Het wordt niet beïnvloed door hoge temperatuur, sterk zuur of sterke alkali. Vanwege het sporopollenin worden stuifmeelkorrels goed bewaard als microfossielen. Op sommige plaatsen bezit Exine eiwitten voor enzymatische en compatibiliteitsreacties. Exine wordt gedifferentieerd in buitenste ektexine (sexine) en innerlijke endexine (nexine). Ektexine bestaat verder uit een inwendige doorlopende voetlaag, een middelste discontinue, baculate laag en buitenste discontinue tectum.

Tectum biedt een karakteristieke sculptuur of ontwerpen over het oppervlak van stuifmeelkorrel, bijv. Richels, knobbeltjes, stekels, reticulaties. Het kan deskundigen helpen de stuifmeelkorrels te identificeren en ze door te verwijzen naar hun familie, geslacht of soort. De studie van externe morfologie van rijpe stuifmeelkorrels wordt palynologie genoemd.

In insecten bestoven stuifmeelkorrels is de exine stekelige en bedekt door een geelachtige, stroperige kleverige en olieachtige laag genaamd pollenkit. Pollenkit bestaat uit lipiden en carotenoïden. Op bepaalde plaatsen is de exine dun of afwezig. De gebieden kunnen een verdikte intine hebben of een afzetting van callose. Ze worden kiemporiën genoemd (indien afgerond) of kiemgroeven (indien langwerpig). Stuifmeelkorrels zijn in het algemeen tricolpaat (met drie kiemporiën) in tweezaadlobbigen en monocolpaat (met enkele kiemgroef) in monocotylen.

Pollen leefbaarheid:

Het is de periode waarin stuifmeelkorrels het vermogen behouden om te ontkiemen. De levensvatbaarheid van het stuifmeel is klein in bloemen die bestoven zijn in topconditie. Het is 30 minuten in rijst en tarwe. In andere is de periode van levensvatbaarheid lang, zelfs maanden in sommige leden van familie rosaceae, leguminosae en solanaceae. Het hangt echter af van de omgevingscondities van temperatuur en vochtigheid. Het is mogelijk om stuifmeelkorrels jarenlang op te slaan in vloeibare stikstof (- 196 ° C) in stuifmeelbanken voor later gebruik in plantenveredelingsprogramma's.

Pollenallergie:

Stuifmeelkorrels worden in een groot aantal geproduceerd, vooral bij anemofiele soorten. Ze zweven in de lucht en komen in de luchtwegen. Sommige mensen ontwikkelen allergie voor hen en produceren ademhalingsstoornissen zoals rhinitis, astma en bronchitis-bronchiale allergie. (Hay Fever) De belangrijkste oorzaak van pollenallergie is Carrot Grass, Parthenium.

Het kwam India binnen als verontreinigend met geïmporteerd Tarwe, maar heeft zich in alle delen van het land verspreid. Chenopodium, Amaranthus, Sorghum, Ricinus, Prosopis en Cynodon zijn andere veel voorkomende bronnen van pollenallergie. Omdat verschillende planten stuifmeelkorrels produceren in verschillende seizoenen, kunnen pollenkalenders van de atmosfeer worden gescand en kan de allergische reactie worden gericht op bepaalde planten.

Pollen producten:

De stuifmeelkorrels, vooral degenen die door bijen zijn verzameld, worden voor verschillende doeleinden gebruikt, zoals natuurkuren, cosmetica en voedingssupplementen. Van stuifmeelkorrels wordt aangenomen dat ze rijk zijn aan voedingsstoffen (eiwit 7-26%, koolhydraten 24-48%, vetten 0, 9 - 14, 5%). Ze worden ingenomen als tabletten siropen om de gezondheid te verbeteren, de prestaties van atleten en renpaarden te verbeteren.

(d) Structuur en ontwikkeling van mannelijk gametofyt (microgametogenese, figuur 2.9):

Pre-pollination ontwikkeling:

Pollenkorrel of microspoor is de eerste cel van mannelijk gametofyt en vertegenwoordigt onrijpe mannelijke gametofyt. Ontwikkeling van mannelijk gametofyt is vroegrijp, dat wil zeggen, het begint in de microsporangium- of pollenzak. Bij de eerste vorming heeft de microspore of jonge stuifmeelkorrel een centraal geplaatste kern ingebed in dicht cytoplasma bedekt met plasmamembraan. Het groeit in omvang met de instroom van voedingsstoffen. Vacuolen ontwikkelen zich en bewerkstelligen een snelle groei van de pollenkorrel.

De vacuolen duwen de kern van de pollenkorrel naar één kant nabij de muur. De protoplast verdeelt vervolgens mitotisch om twee ongelijke cellen te vormen - kleine generatieve cel en grote buis of vegetatieve cel. Een laag callose ontwikkelt rond de generatieve cel die de cel scheidt van de muur van de pollenkorrel. Later lost callose op en komt de naakte generatieve cel vrij in het cytoplasma van de buiscel te liggen.

De buiscel heeft een vacuolaatcytoplasma dat rijk is aan de voedselreserve (zetmeel, eiwit, vet met meestal onverzadigde vetzuren) en celorganellen. Zijn kern wordt groot en onregelmatig. De generatieve cel is spindelvormig tot bolvormig met een dun dicht cytoplasma rondom een ​​prominente kern.

Bij sommige soorten verdeelt de generatieve cel zich in twee niet-beweeglijke mannelijke gameten voorafgaand aan de dehiscentie van helmknop en de afgifte van de stuifmeelkorrels. Daarom is op het moment van bestuiving de pollenkorrel ofwel 2-cellig (buiscel + generatieve cel, aangetroffen in meer dan 60% van bloeiende planten, meestal dicotylen) of 3-cellig (buiscel + twee mannelijke gameten).

Ontwikkeling na de bestuiving:

Op het stigma absorbeert het compatibele stuifmeelkorrel water en voedingsstoffen uit de stigmatische afscheiding via de kiemporiën. De buis of vegetatieve cel wordt groter. Het komt uit de stuifmeelkorrel door een van de kiemporiën of kiemgroeven om een ​​stuifmeelbuis te vormen. De stuifmeelbuis is bedekt door in-tand.

Het werd gemeld door een Italiaanse wiskundige Amici (1824) in Portulaca. Het scheidt pectinasen en andere hydrolytische enzymen af ​​om er in de stijl een doorgang van te maken als de laatste vast is. De stuifmeelbuis absorbeert voeding van de cellen van de stijl voor zijn groei.

De buiskern daalt af naar de punt van de pollenbuis. De generatieve cel (of zijn producten) gaat er ook in over. Het verdeelt al snel in twee niet-beweeglijke mannelijke gameten als het niet al verdeeld is. Elke mannelijke gameet is lensvormig tot bolvormig. Het heeft een grote kern die is omgeven door een dunne laag cytoplasma. Elke mannelijke gameet wordt als één cel beschouwd. De buiskern kan volledig degenereren.

De stuifmeelbuis is glandulair, secretoir en absorberend. Het heeft (i) Groeizone aan uiteinde (cap-blok) met dicht actief cytoplasma rijk aan vesicles, (ii) nucleaire zone bevattende buiskern en mannelijke gameten, (iii) Vacuolisatiezone rijk aan gevacuoliseerd cytoplasma tussen actief en inactief cytoplasma met een reeks van callose-pluggen om ouder inactief cytoplasma te scheiden.

Stuifmeelbuis draagt ​​niet alleen mannelijke gameten, maar scheidt ook hormonen af ​​en absorbeert voedsel van stijl. Een stuifmeelkorrel met stuifmeelbuis die mannelijke gameten draagt, vertegenwoordigt een volwassen mannelijk gameto-phyt. Het is 3 cellen (één buiscel + 2 mannelijke gameten) en 3 kernachtige structuren gevormd door twee mitotische delingen.