sinapis alba embryo (aus nucellus entstanden) merkmale eines samens 1. junge pflanze (= embryo), die...
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Sinapis alba
Embryo
(aus Nucellus entstanden)
Merkmale eines Samens
1. Junge Pflanze (= Embryo), die2. meistens ein Nährgewebe bei sich hat,3. von einer Samenschale umgeben istund sich4. im vorübergehenden Ruhezustand befindet.
(3 morphologische und 1 physiologisches Merkmal)
Merkmale einer Knospe
1. End- oder achselständige Sproßabschnitte (= Blatt- oder Blütentrieb), die2. meist gestaucht und3. meist von Schuppenblättern umhüllt sindund sich4. im vorübergehenden Ruhezustand befinden.
(3 morphologische und 1 physiologisches Merkmal)
Beispiel für Knospe: Turionen von Spirodela polyrhiza
Ursachen der Samenruhe (Dormanz)
1. Samenschalen-Dormanz- mechanisches Hindernis für Quellung- Behinderung des Gasaustausches
(Zufuhr von Sauerstoff für Atmung)
- Retention von Inhibitoren(ABA, Zimtsäurederivate, Cumarine)
- Erzeugung von Inhibitoren
2. Embryo-Dormanz- morphologische Unreife- Endogene Inhibitoren (ABA)- Verhältnis ABA/ GAx
3. Sekundäre DormanzMechanismus weitgehend unbekannt
Aufhebung der Samenruhe (Dormanz)
1. Nachreife (after-ripening)Reduktion des Wassergehaltes durch Trocknung
2. Kältebehandlung (chilling)Viele Samen brauchen 0 – 10oC in vollhydratisiertem Zustand für einige Wochen.
3. Lichtbehandlung (Photodormancy)Oft zusätzlich zur Nachreife oderKältebehandlung, sehr unterschiedlich- ein Lichtpuls: Lactuca sativa- mehrfache Lichtpulse: Kalanchoe- spezifische Lichtperiode
Samenbildung und Samenkeimung
Viviparie bei Samenpflanzen
Umgehung der Samenruhe, Embryo entwickelt sich
direkt auf der Mutterpflanze.
Experiment: Unreife Samen sind oft keimfähig, wenn sie
von der Mutterpflanze isoliert werden.
Schlussfolgerung: Der Embryo ist bereits vor der
Reifungsphase in der Lage sich zum Keimling zu
entwickeln, wird aber von der Mutterpflanze daran gehindert.
Siehe Abbildung
Viviparie bei Mais
Besonders ABA-Mutanten haben bei der Analyse geholfen:
vp5, vp7 gestörte ABA-Biosynthese
vp1 Defekte in der ABA-Rezeption
Zwei verschiedene ABA-Effekte:
1. Hemmung der Keimung durch ABA
2. Induzierung der Samendormanz durch ABA
Sonnenblume
IsolierteEmbryonen
Dominierende Rolle von ABA bei der Dormanz
1. ReisTos17-Transposon-Mutanten sind defekt imZeaxanthinepoxidase-Gen (Biosynthese von ABA)Viviparie (ähnlich bei Cerealien)
2. TabakÜberexpression von Zeaxanthinepoxidase erhöht Dormanz,Antisense-Expression erniedrigt Dormanz.
3. Helianthus annuusInhibitoren der ABA-Biosynthese (zB Norfluorazon) stimulierenKeimung.
Schlussfolgerung: Aufrechterhaltung der Dormanz ist ein aktiver Prozess, der Biosynthese von ABA erfordert.
4. Arabidopsis thalianaABA insensitive (abi)Enhanced response to ABA (era)
Ethylen
Die Wirkung von Ethylen(triple response)
Constitutive triple response (ctr)
Ethylen
1. Constitutive triple (ctr1) ist ein „enhancer“ der ABA-insensitiven Mutante abi1-1
ctr1 zeigt Wirkung von Ethylen in dessen Abwesenheit (= konstitutiv).
ctr1 unterdrückt folglich ABA-Wirkung und verstärkt damit den
Phänotyp von abi1-1.
2. Ethylen insensitiv (ein2) ist ein Supressor der ABA-insensitiven Mutante abi1-1
abi1-1 ist (relativ) unempfindlich gegen die Keimungs-
hemmung von ABA, d.h die Mutante keimt in Anwesenheit von ABA.
ein2 ist unempfindlich gegen Ethylen und kann deshalb
seinen hemmenden Effekt auf die ABA-Hemmung nicht
entfalten. Damit fördert die ein2-Mutation die
Keimungshemmung und stellt einen Supressor von abi1 dar.
Aufbau einer Caryopse
Karyopsenkeimung
1. Quellung
2. Anstieg von Gibberellinsäure (GAx) im Embryo durch
Freisetzung und Neusynthese
3. Induktion von alpha-Amylase, Proteasen und anderen Hydrolasen
in der Aleuronschicht durch GAx aus Embryo.
4. Sekretion der Enzyme aus der Aleuronschicht in Endosperm
5. Aktivierung von beta-Amylase im Endosperm (Freisetzung durch
Proteasen)
6. Freisetzung von Hormonen (besonders Auxin) im Endosperm
7. Übertragung der Hormone zum Embryo
Samenkeimung
= Übergang von der Dormanz (Samenruhe) in den aktiven Zustand
1. Quellungsphase
= reversible Wasseraufnahme und Quellung
2. Atmungsphase
= Aktivierung vorhandener Enzyme
3. Wachstumsphase
= Streckung, Teilung
4. Operationales Kriterium
= Durchbruch der Radikula durch Testa
Gibberellinsäure
Gibberellinsäure
Kritischer Punkt: Mechanischer Widerstand des Endosperms