Розвиток пилку у нормі і за патології - Визначення життєздатності пилку та зародкового мішка

Розвиток чоловічого гаметофіту у покритонасінних відбувається за єдиним планом і складається з ряду процесів, кожен з яких є результатом попереднього та причиною наступного. Утворенню власне чоловічого гаметофіту - пилкового зерна - передує процес мікроспорогенезу, який включає у себе обособлення археспоріальних клітин пиляка, їх розвиток, проходження процесу мейозу, формування тетрад мікроспор та їх вивільнення із спільної калозної оболонки тетради.

За першого поділу мікроспори виникають велика вегетативна та невелика генеративна клітини, за другого - із генеративної клітини розвиваються два спермії. Поділ генеративної клітини відбувається або у пилковому зерні, або у пилковій трубці. В залежності від цього формується двох - або трьохклітинний пилок.

Розрізняють біологічну (пилок є носієм чоловічих статевих клітин (гамет)) та генетичну (чоловіча гамета пилку є носієм батьківського генетичного матеріалу) ролі, які виконує пилок покритонасінних рослин. Під час проростання пилкового зерна воно та пилкова трубка є біологічно цілісною системою, що пристосована для забезпечення доставки сперміїв до клітин зародкового мішка.

За формою пилок може бути округлим, еліптичним, видовженим, трикутним та ін. Будова, розміри та форма пилку є систематичними ознаками, які є постійними для кожного виду та адаптованими до того чи іншого способу переносу пилку. Кількість пилку у тичинках різних видів сильно варіює - від незначної до дуже великої кількості. Зазвичай квітки продукують значно більшу кількість пилку, ніж та, якої достатньо для забезпечення нормального розвитку насіння. Утворення великої кількості пилку гарантує запліднення насінних зачатків та забезпечує великий запас генетично різноманітних чоловічих гамет, що сприяє селективності запліднення.

Життєздатність пилку у різних рослин різна. У одних видів пилок швидко втрачає свою життєздатність й здатність проростати на приймочці, у інших пилок зберігається більш-менш тривалий період часу. Наприклад, у більшості злаків пилок є життєздатним 1-3 дні, а у деяких видів роду Tulipa, пилок зберігає життєздатність до 400 днів. Збереження пилком життєздатності протягом більш-менш тривалого періоду, звичайно, дуже залежить від умов його зберігання.

Найбільш сприятливими умовами для зберігання пилку є низька температура та помірна вологість. У деяких рослин при заморожуванні до -190 °С пилок зберігає життєздатність до 9 років. Висунуто припущення, що при - 190 °С пилок може зберігатися необмежено довго.

Високий відсоток вуглекислого газу за умови зберігання пилку на сухому льоду збільшує життєздатність пилку, у той час як зберігання його у чистому кисні несприятливе для збереження життєздатності. Було показано, що такі речовини, як яєчний білок, тальк та казеїн сприяють збереженню здатності пилку до проростання. Незважаючи на те, що пилок, який дуже довго зберігали, є нездатним до проростання на штучному живильному середовищі (In vitro), при запиленні таким пилком приймочок спостерігали досить великий відсоток утворення насіння. Вважають, що втрачені при зберіганні пилку речовини відновлюються In vivo.

Навички визначення життєздатності пилку та зародкового мішка вкрай необхідні за проведення гібридизації рослин та аналізу розвитку генеративних структур гібридів та мутантів.

У звичайних для даної рослини зовнішніх умовах майже весь пилок, що утворився у пиляках, є нормальним та фертильним. Морфологічно він виглядає більш менш однорідним, хоча однорідність ця може бути лише зовнішньою. Під впливом несприятливих зовнішніх умов (погоди з надмірним пониженням чи підвищенням температури та вологості), під впливом штучної дії різними реагентами та фізичними факторами нормальний розвиток та будова пилку може порушуватися, що призводить до появи стерильного пилку, якому властива деформація чи дегенерація ядер, клітин та цитоплазми. Ті ж самі явища зустрічаються і за розвитку пилку гібридів, апоміктів, поліплоїдів, хромосомних аберрантів і мутантів, а також при виникненні роздільностатевих квіток, вегетативному розмноженні, вівіпарії й партенокарпії та чоловічої цитоплазматичної стерильності.

За наявності значної стерильності пилку у більшому чи меншому ступені знижується плодючість рослин, так як недостатня кількість нормального пилку не може забезпечити повністю запліднення в усіх насінних зачатків і зумовити розвиток усіх насінних зачатків у насіння. Стерильність пилку у більшості випадків пов'язана з порушенням правильності проходження мейозу при мікроспорогенезі. Особливо значна кількість мейотичних порушень спостерігається за віддаленої гібридизації.

Відомі прямий і непрямі методи визначення життєздатності пилку. Прямим методом є проведення штучного запліднення досліджуваним пилком приймочок відповідних квіток і отримання насіння. До непрямих методів відносять усі інші, які засновані на аналізі морфології, біохімічних властивостей пилку чи його здатності проростати на штучному середовищі.

Оформлення протоколів дослідів

Записати тему та мету експерименту, вказати його номер та дату виконання

Вказати вид(и) рослин, з гаметофітами якого (яких) буде провадитися робота. Усі препарати (чашки Петрі) повинні мати етикетки, на яких чітко записана уся необхідна інформація (вид рослини, метод, прізвище студента, дата).

Дані аналізу стану пилку (зародкового мішка) занести до таблиці і навести відповідні розрахунки.

Вказати можливі причини отриманих результатів, сформулювати висновки

Матеріали та обладнання

Окрім реактивів чи барвників, які використовуються для проведення аналізу життєздатності чи фертильності гаметофітів, необхідне таке обладнання:

Біологічні мікроскопи Дистильована вода Скляні та дерев'яні палички

Окуляр-мікрометр МОВ - І - 15Ч Пінцети Піпетки

Предметні та покривні скельця Препарувальні голки Покривні скельця Чашки Петрі Фільтрувальний папір

Похожие статьи




Розвиток пилку у нормі і за патології - Визначення життєздатності пилку та зародкового мішка

Предыдущая | Следующая