
小胞子は雄性配偶体に発達する陸上植物の胞子であり、大胞子は雌性配偶体に発達する。[ 1 ]雄性配偶体は精細胞を生じ、精細胞は卵細胞を受精させて接合子を形成するために使用される。大胞子は、多くの種子を持たない維管束隠花植物、すべての裸子植物、およびすべての被子植物における世代交代の一部である構造である。小胞子と大胞子を使用する異形胞子生活環を持つ植物は、デボン紀にいくつかの植物群で独立して発生した。[ 2 ]小胞子は半数体であり、減数分裂によって二倍体の小胞子母細胞から生成される。[ 3 ]
小胞子には3種類の異なる壁層があります。外側の層は周胞子、その内側は外胞子、内側の層は内胞子と呼ばれます。周胞子は3つの層の中で最も厚く、外胞子と内胞子はほぼ同じ幅です。[ 4 ]
異胞子性の種子を持たない維管束植物では、小胞子葉と呼ばれる変形した葉に、減数分裂を起こしてそれぞれ4つの小胞子を生成する多数の小胞子母細胞を含む小胞子嚢がつく。各小胞子は、小胞子壁内にやや球形の造精器からなる雄性配偶体に発達することがある。各造精器には、鞭毛を持つ128個または256個の精細胞が生成される。 [ 3 ]異胞子性のシダ植物は、 Marsilea属、Regnellidium属、Pilularia属、 Salvinia属、Azolla属など、水生または半水生のものだけである。ヒカゲノカズラ類では、イワヒバ属Selaginellaとミズキ属Isoëtesにも異胞子性が見られる。
種子を持たない維管束植物の種類:
種子植物では、小胞子は花粉粒に発達し、それぞれの花粉粒には退化した多細胞の雄性配偶体が含まれています。[ 5 ]大胞子は、今度は退化した雌性配偶体に発達し、受精すると種子になる卵細胞を生成します。花粉錐または小胞子嚢は、通常、下部の枝の先端に向かって、最大50個以上の房状に発達します。裸子植物の小胞子嚢は、鱗片の基部に向かって対になって発達するため、小胞子葉と呼ばれます。小胞子嚢内の各小胞子母細胞は減数分裂を行い、4つの半数体の小胞子を生成します。これらは花粉粒に発達し、それぞれ4つの細胞と、針葉樹では一対の外部気嚢から構成されます。気嚢は花粉粒に浮力を与え、風による散布を助けます。[ 3 ]
裸子植物の種類:
顕花植物の葯が発達するにつれて、細胞の塊から4つの組織片が分化する。これらの組織片には多数の二倍体小胞子母細胞が含まれており、それぞれが減数分裂を経て4つの小胞子を生成する。小胞子が生成される頃には、栄養タペート細胞で裏打ちされた4つの腔(花粉嚢)が見える。減数分裂後、一倍体の小胞子はいくつかの変化を受ける。
これらの段階は順番に起こり、完了すると小胞子は花粉粒になる。[ 3 ]
小胞子の通常の経路ではないものの、このプロセスは雄性ホルモンの使用によって半数体および二倍体半数体の植物を得る最も効果的な方法です。[ 6 ]熱や飢餓などの特定のストレス要因の下では、植物は小胞子胚形成を選択します。250種以上の被子植物がこのように反応することがわかっています。[ 6 ]葯の中で、小胞子が小胞子形成を経た後、胚形成に偏って星形小胞子になることがあります。小胞子はその後、4つの経路のいずれかに進むことができます。胚形成小胞子になる、カルス形成を経て器官形成(半数体/二倍体半数体植物)になる、花粉のような構造になる、または死ぬ。[ 6 ]
小胞子胚発生は、バイオテクノロジーにおいて、わずか1世代で各遺伝子座についてホモ接合体として固定される二倍体半数体植物を生産するために利用されている。半数体小胞子にストレスを与えることで胚発生経路が活性化され、結果として生じる半数体胚は、自発的に、または染色体倍加剤の助けを借りてゲノムを倍加する。この二倍体半数体技術がなければ、従来の育種法では、ホモ接合体系統を生産するために数世代の選抜が必要となる。[ 7 ]