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メガガメトジェネシスは、植物の雌性配偶体、またはメガガメトファイトの成熟過程である。[1]メガガメトジェネシスの過程では、メガスポロジェネシスから生じたメガスポアが胚嚢に成長し、その中に雌性配偶体が収容される。[2]これらのメガスポアはその後、半数体の雌性配偶体に成長する。[2]これは、子房内に収容されている胚珠内で起こる。[3]
プロセス
メガガメト形成に先立って、発達中の胚はメガスポロジェネシスと呼ばれるプロセス中に減数分裂を経る。次に、4つのメガスポアのうち3つが分解し、メガガメト形成を受けるメガスポアのみが残る。[3]次のステップは図1に示されており、以下に詳細が示されている。
- 残った大胞子は有糸分裂を繰り返し、その結果、2 つの核を持つ構造が形成されます。これは二核胚嚢とも呼ばれます。
- 2 つの核は胚嚢の反対側に移動します。
- その後、各半数体核は 2 回の有糸分裂を経て、胚嚢の両端に 4 つの半数体核が形成されます。
- 4 つの核から 1 つずつが胚嚢の中心に移動します。これらが二核胚乳母細胞を形成します。これにより、微孔端に 3 つの核が残り、対蹠端に 3 つの核が残ります。微孔端の核は、卵細胞、2 つの助細胞、および花粉管が構造に入るための開口部である微孔で構成されています。[4]対蹠端の核は、単に対蹠細胞として知られています。[5]これらの細胞は胚の栄養に関与していますが、受精が起こる前にプログラム細胞死を起こすことがよくあります。[3]
- 細胞板は対蹠核、卵細胞、助細胞の周りに形成される。[6]
バリエーション
植物は3つの主なタイプのメガガメトゲネシスを示します。メガガメトゲネシスに関与する機能的なメガスポア内の半数体核の数が、これら3つのタイプの主な違いです。[7]
単胞子性
最も一般的なタイプのメガガメトジェネシスである単胞子性メガガメトジェネシスについては、上で概説しました。このタイプのメガガメトジェネシスでは、1つのメガスポアのみがメガガメトジェネシスを起こし、他の3つはプログラムされた細胞死を起こします。[8]
ビスポリック
名前が示すように、二胞子性巨大生殖細胞形成には遺伝的に異なる2つの半数体核が関与する。[9]
- これら 2 つの核は有糸分裂を繰り返します。
- 次に、構造の微小門端にある核は 2 回目の有糸分裂を経ます。
- 次に、核が再配置され、三核の胚乳母細胞と、卵細胞と 2 つの助細胞を含む珠孔端の特徴的な配置が形成されます。
- 細胞板は卵細胞と助細胞の周りに形成されます。
真正双子
真正双子葉植物では、このプロセス全体が植物の胚珠内で起こります。プロセスの詳細は種によって異なりますが、ここで説明するプロセスは共通です。このプロセスは、核内の単一の二倍体大胞子細胞から始まります。この大胞子細胞は減数分裂を起こして、半数体の細胞 4 つを形成します。3 つの細胞が死に、珠門から最も遠い 1 つの細胞が大胞子に成長します。この大胞子は大きくなり、その核は3 回の有糸分裂を起こして 8 つの核になります。次に、これら 8 つの核は 4 つずつの 2 つのグループに配置されます。これらのグループは両方とも細胞の中心に核を送り、それが極核になります。珠門近くの細胞端に残った 3 つの細胞は、中央に卵細胞 1 個と助細胞 2 個を持つ卵装置になります。もう 1 組の核の周りに細胞壁が形成され、対蹠細胞を形成します。中央の細胞は中心細胞に成長します。 8 つの核を持つこの構造全体を胚嚢と呼びます。
メガ生殖細胞形成後
メガ配偶子形成は雌性配偶体を形成し、これは植物で非常に重要なプロセスである受粉の不可欠な部分です。メガ配偶子形成の雄性対応物はミクロ配偶子形成と呼ばれます。ミクロ配偶子形成は雄性配偶体の形成プロセスです。受粉中、雌性配偶体は花粉管と通信して、胚珠と接触するようにします。[6]接触すると、花粉管は胚門開口部を通って助細胞に成長し、これが起こると死滅します。助細胞の死は、花粉管に精子を放出するように信号を送ります。[6]このプロセスにより、受粉後に種子の重要な部分となる胚、種皮、胚乳が形成されます。[6]
意味合い
受粉は世界の農作物生産に不可欠なプロセスです。[10]受粉の成功は農家にとって経済的に重要です。[10]さらに、受粉の成功は世界の食糧安全保障に不可欠です。穀物、つまり穀物作物の種子は、世界中の人々にとって最も重要な主食です。穀物は、人間が消費するカロリーの48％を占めています。[11]
参照
参考文献
- ^ 「QuickGO」www.ebi.ac.uk . 2019年2月28日閲覧。
- ^ ab Drews GN 、 Koltunow AM (2011-12-26). 「雌配偶体」。アラビドプシス ブック。9 : e0155。doi : 10.1199/tab.0155。PMC 3268550。PMID 22303279。
- ^ abc 「ZFIN GO: 生物学的プロセス: 胚嚢の発達」。zfin.org 。 2019年3月21日閲覧。
- ^ Dresselhaus T、Sprunck S、Wessel GM（2016年2月） 。「顕花植物の受精メカニズム」。Current Biology。26 （ 3）：R125-39。doi ： 10.1016 / j.cub.2015.12.032。PMC 4934421。PMID 26859271。
- ^ Song X 、Yuan L、Sundaresan V (2014 年 12 月)。「アラビドプシスの雌配偶体では、受精後も対脚細胞が存続する」。植物生殖。27 ( 4): 197– 203。doi :10.1007/s00497-014-0251-1。PMID 25389024。S2CID 9620746 。
- ^ abcd Yadegari R, Drews GN (2004-06-01). 「雌配偶体の発達」. The Plant Cell . 16 Suppl (suppl 1): S133-41. doi :10.1105/tpc.018192. PMC 2643389. PMID 15075395 .
- ^ de Boer-de-Jeu、MJ (1978-02-02)。 「ユリの大胞子形成と巨大配偶子形成の開始の超微細構造的側面」。フランス植物学会誌。植物園の実際。125 ( 1–2 ): 175–181 .土井: 10.1080/01811789.1978.10826321。ISSN 0181-1789。
- ^ 「植物生理学、第6版」。6e.plantphys.net 。 2019年3月28日閲覧。
- ^ Willemse MT、van Went JL (1984)。「雌配偶体」。Johri BM (編)。被子植物の発生学。Springer Berlin Heidelberg。pp. 159– 196。doi :10.1007 / 978-3-642-69302-1_4。ISBN 9783642693021。
- ^ ab Lautenbach S, Seppelt R, Liebscher J, Dormann CF (2012-04-26). 「地球規模の受粉利益の空間的および時間的傾向」. PLOS ONE . 7 (4): e35954. Bibcode :2012PLoSO...735954L. doi : 10.1371/journal.pone.0035954 . PMC 3338563. PMID 22563427 .
- ^ 「grain」.ナショナルジオグラフィック協会. 2011年9月21日. 2019年3月21日閲覧。
さらに読む
- Raven PH、Evert RF、Eichhorn SE (2005)。「19」。植物の生物学（第 7 版）。WH Freeman。pp. 442–449。ISBN 9781572590410。