- Struktura osiva
- Proces (fáze)
- Imbibice
- Prodloužení a zvýšení počtu buněk (dělení)
- Druhy klíčení
- Epigeal klíčení
- Hypogeal klíčící
- Reference
Klíčení je proces, kterým se obsah embryo v semenech rostlin semenné rostliny se vyvíjí za následek nové rostliny, a je charakterizován výstupku kořene ven testa nebo seedcoat.
V rostlinné říši jsou spermatophytes skupina rostlin známá jako „vyšší rostliny“, které mají jako definující charakteristiku produkci semen v důsledku jejich sexuální reprodukce, od které odvozuje své jméno, protože „sperma“ v řečtině znamená semínko.
Klíčivost dvouděložné rostliny (Zdroj: MAKY.OREL prostřednictvím Wikimedia Commons)
Skupina spermatofytů se skládá z kvetoucích rostlin nebo angiospermů a nekvetoucích rostlin nebo gymnospermů, které produkují semena uzavřená ve struktuře zvané „vaječníky“ nebo holá semena.
Klíčení semene, bez ohledu na jeho typ, lze chápat jako soubor po sobě jdoucích kroků, které vytvářejí neklidné nebo spící semeno s nízkým obsahem vody, vykazují zvýšení jeho obecné metabolické aktivity a začínají tvořit sazenice z embrya uvnitř.
Přesný okamžik, kdy klíčivost končí a začíná růst, je velmi obtížné definovat, protože klíčivost byla specificky definována jako roztržení semenného krytu, které samo o sobě je již výsledkem růstu (buněčné dělení a prodloužení)..
Klíčení ovlivňuje mnoho faktorů, z nichž mnohé jsou endogenní (životaschopnost, stupeň vývoje embrya atd.) A exogenní (například dostupnost vody, teploty a atmosférického složení).
Struktura osiva
Rostliny angiospermu mají semena s relativně jednoduchou strukturou, protože se skládají z embrya (produkt oplodnění vajíčka pylovými zrny), který je obklopen potahem známým jako „embryo vak“, který také pochází z procesu oplodnění.
Plášť osiva je známý jako testa a je produktem vývoje vnitřních celků ovule. Embryo se živí látkou, do které je ponořeno, endospermem, který se také může stát základní tkání v rostlinách s kotyledony.
Cotyledony jsou primární listy, které mohou plnit nutriční funkce pro embryo a mohou se postarat o fotosyntézu sazenic, která se vytvoří, když semeno vyklíčí.
Množství rezervní látky je mezi semeny velmi proměnlivé, zejména pokud jde o složení proteinů, tuků a uhlohydrátů, které mají. Hlavní skladovací látkou v semenech je však ve větší či menší míře škrob.
Embryo je základní strukturou semene. To může být viděno jak “miniaturní rostlina” a sestává z radicle, plumule nebo epicotyl (nahoře kde kotyledons jsou), jeden nebo více kotyledons a hypocotyl (pod kotyledons).
Z radiálu se následně vytvoří kořen, což je podzemní část rostliny; epicotyl bude později hlavní osou stonku ve vzdušné části; zatímco hypocotyl je část embrya, která spojuje paprsek s plumule nebo epicotyl, to znamená, že spojuje kmen s kořenem v dospělé rostlině.
Je důležité poznamenat, že v přírodě existuje velká rozmanitost semen, zejména s ohledem na velikost, tvar, barvu a obecnou strukturu, nepočítaje jejich vlastní fyziologické vlastnosti.
Proces (fáze)
Všechna zralá semena jsou ve stavu známém jako klidový stav, přičemž tyto rozmnožovací struktury vydrží dlouhodobá období, ve kterých nejsou k dispozici příznivé podmínky nezbytné pro klíčení.
Klid osiva je obrácen v přítomnosti vody, vhodného atmosférického složení a teploty (samozřejmě v závislosti na typu osiva).
Klíčení, jakmile uplyne klid, zahrnuje procesy, které jsou běžné ve fyziologii rostlin:
- dýchání
- absorbce vody
- přeměna „jídla“ na rozpustné látky
- syntéza enzymů a hormonů
- metabolismus dusíku a fosforu
- přemístění uhlohydrátů, hormonů, vody a minerálů do meristémů a
- tvorba tkání.
Rostlinní fyziologové však definovali tři konkrétní stádia, která jsou: imbibice, prodloužení buněk a zvýšení počtu buněk (buněčné dělení), přičemž druhé závisí na různých genetických a molekulárních událostech.
Imbibice
Obsah vody v dospělém semenu je značně nízký, což zvýhodňuje metabolickou letargii tkání uvnitř. Prvním krokem v klíčení semene je tedy absorpce vody, která je známá jako vstřebávání.
Imbibice obnovuje turgor embryonálních buněk, které byly dříve plazmolyzovány kvůli malé velikosti téměř prázdných vakuol.
Během prvních hodin této fáze nejsou pozorovány žádné chemické změny v semenech, ani jakýkoli typ aktivity spojené s protažením nebo protažením buněčných stěn atd.
Krátce poté hydratace tkání (za příznivých podmínek atmosféry a teploty) umožňuje aktivaci organel a buněčných enzymů, zejména mitochondrií. Tato aktivace také podporuje syntézu hormonů a proteinů, nezbytnou pro následné události.
Prodloužení a zvýšení počtu buněk (dělení)
Po několika hodinách imbibice (v závislosti na stupni vysychání semen) lze ocenit prodloužení buněk náležejících k radikálu, které umožňují, aby se tato struktura rozšířila a vynořila se z povrchu, který ji zakrývá.
První buněčné dělení se vyskytuje v kořenovém meristému, právě v době, kdy paprsek „rozbije“ tkáň, která ho pokrývá. V této době jsou pozorovány některé cytologické změny, jako je výraznější vzhled jádra každé buňky.
Fáze klíčení semene A. thaliana (Zdroj: Alena Kravchenko přes Wikimedia Commons)
Plášť semen nebo testa je protínán nebo lámán primárním kořenem, který je představován paprskem, po kterém hypokotyledonózní osa pokračuje v procesu protažení. Kotyledony zůstávají uvnitř testa během tohoto procesu, bez ohledu na typ klíčení.
Zatímco tento proces pokračuje, výživa embryonálních buněk závisí na aktivitě enzymů zodpovědných za degradaci uhlohydrátů a rezervních tuků v endospermu a / nebo kotyledonech, aktivita zcela závisí na předchozím imbibičním procesu.
Druhy klíčení
Typy klíčení byly definovány podle osudu kotyledonů, když je sazenice vytvořeno z embrya. Dva nejznámější typy jsou epigeal klíčení a hypogeal klíčení.
Schéma procesu klíčení semen hrachu (Zdroj: Germination.svg: * Germination.png: Kat1992derivativní práce: Begoonderivativní práce: Begoon přes Wikimedia commons)
Epigeal klíčení
Vyskytuje se v mnoha dřevinách, včetně gymnospermů, a je charakterizován kotyledony vycházejícími z půdy, které jsou „tlačeny“ protáhlým epicotylem.
Hypogeal klíčící
Vyskytuje se, když kotyledony zůstávají v podzemní části, mezitím roste epicotyl a z něj se vyvinou fotosyntetické listy. To je běžné pro mnoho druhů rostlin, například javor, kaštan a kaučuk.
Reference
- Bewley, JD (1997). Klíčivost semen a dormancie. Rostlinná buňka, 9 (7), 1055.
- Copeland, LO a McDonald, MF (2012). Principy vědy a technologie semen. Springer Science & Business Media.
- Nabors, MW (2004). Úvod do botaniky (č. 580 N117i). Pearson.
- Srivastava, LM (2002). Klíčivost semen, mobilizace zásob potravin a dormance semen. Růst a vývoj rostlin: hormony a životní prostředí. Academic Press: Cambridge, MA, 447-471.
- Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM a Murphy, A. (2015). Fyziologie a vývoj rostlin.
- Toole, EH, Hendricks, SB, Borthwick, HA, a Toole, VK (1956). Fyziologie klíčení semen. Roční přehled o fyziologii rostlin, 7 (1), 299-324.
- Tuan, PA, Sun, M., Nguyen, TN, Park, S. & Ayele, BT (2019). Molekulární mechanismy klíčení semen. V naklíčených zrnech (str. 1-24). AACC International Press.