Struktura a vývoj embrya krytosemenných rostlin Metoda projasňování rostlinných preparátů ● ● ●projasňovací médium: roztok chloralhydrátu ● ●cf. řezové preparáty, roztlakové preparáty ● alternativní popis obrázku chybí Modelový druh: kokoška pastuší tobolka (Capsella bursa-pastoris), č. Brassicaceae wikipedia.org Kokoška – roste téměř celoročně, na jedné rostlině obvykle všechna vývojová stádia a navíc mají semínka tenké osemení, které umožňuje snadné a rychlé proniknutí projasňovacího média Projasňování nám umožňuje pozorovat neprůhledný objekt (embryo) uvnitř semínka, aniž bychom ho porušili, na rozdíl od řezových preparátů (takhle malý objekt nejde řezat v ruce, tj. musíme na mikrotomu – velmi zdlouhavá příprava – a pozorujeme pouze jednu „vrstvu“, kterou se nám ne vždy podaří říznout ve správném úhlu, aby tam bylo vše, co chceme pozorovat na jednom řezu). U roztlakových preparátů (např. meristém kořínku cibule – sledování mitózy, budeme dělat příště) nevidíme strukturu pletiva nebo orgánu, jen neuspořádanou vrstvu buněk. 800px-Ovule-Gymno-Angio-en_svg Megasporogeneze (syn. makrosporogeneze) = tvorba megaspor (v nucelu) Srovnání nahosemenných a krytosemenných – u krytosemenných dochází k vývoji vajíčka (a po oplození i k vývoji semene) v semeníku. Vývoj samičích pohlavních buněk 1. Megasporogeneze 2. Megagametogeneze Me Mi Me – meióza Mi – mitóza (3krát) zralý zárodečný vak = samičí gametofyt Z megasporocytu (který je diploidní, stejně jako ostatní buňky těla vyšších rostlin) se meiózou vytvoří tetráda megaspor (které jsou už samozřejmě haploidní). Z nich tři degenerují a tzv. funkční (fungující) megaspora se třikrát mitoticky rozdělí za vzniku 8 buněk). V tomto mladém zárodečném vaku dojde diferenciaci buněk (vaječná buňka, synergidy a antipody), a dvě jádra se přesunou do centrální oblasti (tzv. centrální jádra zárodečného vaku). Centrální jádra zárodečného vaku jsou označována také jako polární jádra, protože mitózy proběhly na pólech a jádra z nich byla přesunuta doprostřed. Bioassays 28:1067–1071, 2006 Zárodečný vak typu Polygonum Tady je právě vidět průběh megagametogeneze – že k mitózám dojde na opačných pólech. Černá barva jádra – vaječná buňka, červená jádra – centrální jádra zárodečného vaku (označovaná jako polární jádra) Základní typy vajíček Goebel 1933 ortotropní (atropní) anatropní přímé obrácené příčné hemitropní kampylotropní amfitropní Obrázek1 Vajíčka jsou v semeníku připojena k tzv. placentě pomocí poutka (funikulus), kterým vedou cévní svazky sloužící k výživě vajíčka. Přímé vajíčko je evolučně nejprimitivnější – krátké poutko, mikropyle (otvor klový) je daleko od placenty (po povrchu placenty roste po oplození pylová láčka, takže tady to má ještě relativně daleko k mikropyle, kterým musí prorůst, aby mohlo dojít k oplození vaječné buňky). Obrácené vajíčko má dlouhé poutko a mikropyle blízko placentě. Příčná vajíčka mají krátké poutko a mikropyle blízko placenty. ● Modellreihe_von_Grundformen_der_Samenanlagen_-Brendel_Nr__164-166- Models of different ovules, Botanical Museum Greifswald, Germany https://en.wikipedia.org/wiki/Ovule Na modelech těchto vajíček můžete vidět nejen mikropyle (otvor ve vaječných obalech) a cévní svazky (zeleně), ale u prvních dvou (přímého a obráceného) je i zřetelný nucelus (buňky kolem zárodečného vaku), zatímco u posledního (příčného) zárodečného vaku buňky nucelu už nejsou zřetelné (došlo k jejich degeneraci) a zárodečný vak je obalen pouze vaječnými obaly (to je případ i kokošky, jejíž semena dnes budeme pozorovat) Anatropní vajíčko - schéma funiculus chaláza Vytečkovaný je cévní svazek, který vede do tzv. chalázy (to je oblast buněk, kde končí cévní svazek – pozor, není to jedna konkrétní buňka, je to jen označení pro oblast buněk). Na tzv. chalazálním pólu jsou antipody (ty mají především vyživovací fci v počátku vývoje embrya, později zanikají) a na mikropylárním pólu je vaječná buňka a synergidy. Přes jednu ze synergid dojde k proniknutí pylové láčky a přenosu spermatické buňky z pylu k vaječné buňce. Opylení a oplození Splynutí spermatické buňky a vaječné buňky = zygota Vývoj embrya v čase je charakterizován sledem typických morfologických stadií zygota lineární embryo globulární embryo srdcovité embryo hruškovité (torpédovité) („téměř zralé embryo“ zralé embryo zygote linear stage embryo globular stage embryo heart-stage embryo torpedo-stage embryo walking stick-stage embryo) mature (U-shaped) embryo Tento snímek jde vynechat nebo jen rychle projít a ukázat až na následujícím snímku s obrázky Stadia vývoje embrya Capsella Erdelská 1981 lineární globulární globulární srdčité hruškovité téměř zralé A = apikální buňka B = bazální buňka S = suspenzor A B B S Zygota se rozdělí nejdřív na dvě buňky – apikální, z které se vyvíjí embryo, a bazální, z které se vyvíjí suspenzor – B a S mají upevňovací a vyživovací funkci. globulární embryo torpédovité embryo Capsella bursa-pastoris – vývojová stadia embrya starší torpédovité embryo zralé embryo http://botit.botany.wisc.edu Takhle na řezových preparátech Embryogeneze = vývoj embrya Rostlinné embryo je charakterizováno svým původem, morfologií a vývojem v čase. Původ: zygotická embrya vznikají ze zygoty, která je výsledkem fůze gametických buněk; somatická embrya (syn. asexuální embrya, adventivní embrya, embryoidy) se vyvíjejí ze somatických buněk Morfologie: plně vyvinuté embryo je bipolární struktura s apikálním meristémem prýtu na jednom konci a apikálním meristémem kořene na konci druhém; dále je charakterizováno specifickým typem listů, tzv. dělohami. Studium embryogeneze - postup 1.materiál: různě staré šešulky kokošky 2.preparace semen do nasyceného roztoku chloralhydrátu 3.pozorování: • v procházejícím světle (technika světlého pole) – zaclonit aperturní clonu!!! • při šikmém osvětlení • ve fázovém kontrastu • při Nomarského diferenciálním interferenčním kontrastu Literatura: Braune W., Leman, A., Taubert H. Pflanzenanatomisches Praktikum II. 2. vyd. Jena: VEB Gustav Fischer Verlag, 1982. Lux A., Erdelská O. et al. Praktikum z anatómie a embryológie rastlín, UK Bratislava, 1998. Embryogeneze Arabidopsis – Nomarski DIC DM Vernon and D Meinke (1994) Dev. Biol. 165: 566-573. Photos by DM Vernon 1 preglobulární 2 globulární 3 srdcovité 4 torpédovité 1 2 3 4 ● globulární embryo, technika světlého pole (bright field microscopy) ● srdcovité embryo, technika světlého pole (bright field microscopy) b s e a en en – endosperm, e – embryo, s – suspenzor, b – bazální buňka, a - antipody ● srdcovité embryo, fázový kontrast (phase contrast) ● torpédovité embryo, fázový kontrast (phase contrast) ● torpédovité embryo, fázový kontrast (phase contrast) téměř zralé embryo, technika fázového kontrastu f – poutko (funiculus) bc – bazální buňka (basal cell) chal - chaláza (chalase) cot – děloha (cotyledon) en – endosperm (endosperm) hy – hypokotyl (hypocotyle) sco – osemení, testa (seed coat) ram – apikální meristém kořene (root apical meristem) v radikule rc – kořenová čepička (root cap) sam – apikální meristém prýtu (shoot apical meristem)