|
Результаты и обсуждение
В процессе развития пыльник фертильной линии петунии проходит несколько
этапов. На первом этапе наряду с развитием микроспороцитов образуются все ткани
пыльника. Полностью сформированная стенка пыльника петуния состоит из эпидермиса,
эндотелия, двух-трех средних слоев и секреторного тапетума (рис. 1 а, д). Затем
44
происходит дифференцирование стенки микроспорангия и материнские клетки микроспор
(МКМ) вводят в мейоз (рис. 1 б, е), который заканчивается образованием тетрад микрспор
(Тд) (рис. 1 в, ж).
Мужской гаметофит развивается в локуле, окруженной тапетумом (Т) и
содержащей продукты его активности. Формирование фертильного мужского гаметофита
требует своевременного распада Т, который происходит при созревании микроспор. У
петунии Т многослойный на стороне связника и один-двуслойный на стороне внешней
стенки пыльника (рис. 1 б, е). В начале премиотической интерфазы одноядерные клетки Т
удлиняются и становятся двух-трех ядерными в конце мейоза (рис. 1 б, е), в то время как
многоядерные клетки формируются на стадии Тд (до 4-6 ядер) (рис. 1 в, ж). На стадии Тд,
Т дезинтегрирует, начиная с клеток, непосредственно контактирующих со спорогенными
клетками (рис. 1 в, ж).
Рис. 1. АБК (а-г) и ИУК (д-з) в развивающихся пыльниках фертильной линии петунии.
Стадии развития: материнские клетки микроспор (а, д); мейоз (б, е); тетрады микроспор
(в, ж); поздние пыльцевых зерен (е, з). Бар = 50 мкм.
В пыльниках фертильной линии петунии, более высокая интенсивность флуоресценции на
стадии МКМ была характерна для ткани Т, а на последующих этапах это был присуще
репродуктивными клеткам, а именно микроспорам и поздним пыльцевым зёрнам (ППЗ)
(рис. 1). Мейотическое деление (Ме) клеток репродуктивной ткани сопровождалось
увеличением АБК в репродуктивной ткани при практически постоянном уровне АБК в Т.
На стадии Тд интенсивность флуоресценции АБК оказалась одинаковой в репродуктивной
ткани и Т. У зрелого мужского гаметофита (ППЗ) высокий уровень АБК практически
идентичен тому, что и на двух предыдущих этапах развивающихся. Содержание ИУК
было выше в развивающихся микроспорах, чем в Т на этапах Me и Тд (рис. 1 е, ж).
Деградация Т сопровождалась монотонным понижением уровня ИУК в Т и его
накоплением в созревающей пыльце. На этапе ППЗ сигнала флуоресценции обоих
45
гормонов от Т не наблюдались, в то время как в средних слоях имело место его
постепенное снижение.
Абортация мужского гаметофита на стадии Me была связана с преждевременной
дегенерацией тапетума наряду с полным поддержанием средних слоев стенки пыльника
(рис. 2 б-з). Даже во время профазы Me мы наблюдали распад Т, который сопровождался
дегенерацией МКМ (рис. 2 б, е) и сохранением стенки пыльников, которая, как
представлено, увеличивается в размерах за счет повышения количества средних слоев
(рис. 2 г, з). Как показали наши исследования, абортация МКМ в профазе Me из-за
нарушения в тканях тапетума сопровождался резким увеличением уровней ИУК и АБК в
клетках репродуктивной ткани на фоне незначительного снижения содержания ИУК и
постоянном уровне AБК в Т. В стерильных пыльниках на поздних стадиях мы наблюдали
полное отсутствие репродуктивной ткани и Т (рис. 2 в-з).
Рис. 1. АБК (а-г) и ИУК (д-з) в развивающихся пыльниках стерильной линии петунии.
Стадии развития: материнские клетки микроспор (а, д); мейоз (б, е); в, ж – пыльник в
возрасте соответствующем стадии Тд фертильной линии; е, з - пыльник в возрасте
соответствующем стадии ППЗ фертильной линии. Бар = 50 мкм.
Данные, полученные в этом исследовании, позволяют сделать вывод о том, что
процесс развития фертильной пыльцы сопровождается постепенным увеличением
содержания ИУК в репродуктивной ткани, при снижении ее в Т и средних слоях наряду с
поддержанием постоянного уровня АБК в обеих тканях (репродуктивной и Т). С другой
стороны, в стерильных пыльниках на стадии Mе, в отличие от фертильного пыльника,
происходит двукратное увеличение уровня обоих фитогормонов. Не исключено, что
наблюдаемое увеличение уровня АБК в репродуктивной ткани стерильного пыльника
петунии на стадии Mе может быть связано с интенсификацией синтеза этилена в период
гибели микроспороцитов и разрушения Т. Таким образом можно предположить, что ИУК
46
и АБК совместно с этиленом включаются в механизм программируемой клеточной смерти
микроспороцитов.
Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (грант № 17-04-
00153)
Список литературы.
1.
Chen D and Zhao J (2008) Free IAA in stigmas and styles during pollen germination and
pollen tube growth of
Nicotiana tabacum.
Physiologia Plantarum, 134: 202-215
2.
Chen D, Ren Y, Deng Y, Zhao J (2010) Auxin polar transport is essential for the
development of zygote and embryo in
Nicotiana tabacum
L. and correlated with ABP1
and PM H
+
-ATPase activities. J. Exp. Botany., 61: 1853-1867
3.
Kovaleva L, Voronkov A, Zakharova E, Minkina Y, Timofeeva G and Andreev I (2016)
Regulation of petunia pollen tube growth by phytohormones: identification of their
potential targets. J Agricultural Science and Technology A, 6: 239-254.
4.
Kovaleva LV, Dobrovolskaya A, VoronkovA, Rakitin V (2011) Ethylene is involved in
the control of male gametophyte development and germination in petunia. J Plant Growth
Regul, 30: 64-73.
5.
Добровольская АА, Родионова ГБ, Воронков АС, Ковалева ЛВ (2009) Спорофитно-
гаметофитные взаимодействия в системе пыльник – мужской гаметофит у петунии.
Физиология растений, 56: 437-444.
6.
Ковалёва ЛВ, Захарова ЕВ, Воронков АС, Тимофеева ГВ (2017, а) Ауксин снимает
ингибиторные эффекты 1-метилциклопропена и аминооксиуксусной кислоты на
прорастание пыльцевых зерен, рост пыльцевых трубок и синтез АЦК у петунии.
Онтогенез, 48: 140-148.
7.
Ковалева ЛВ, Захарова ЕВ, Воронков АС, Тимофеева ГВ, Андреев ИМ (2017, б)
Роль абсцизовой кислоты и этилена в контроле движущих сил транспорта воды в
прорастающем мужском гаметофите петунии.
Физиология растений, 64: 389-400.
Do'stlaringiz bilan baham: | 
