“Pollen og Stigma struktur og funktion: mangfoldighedens rolle i Pol” af Rob Svanson, Anna F. Edlund et al.

abstrakt

de udsmykkede overflader af mandlige og kvindelige reproduktive celler i blomstrende planter har længe tiltrukket sig opmærksomhed for deres variation og evolutionære betydning. Disse strukturer, og de molekyler, der er involveret i seksuelle interaktioner, forbliver blandt de mest hurtigt udviklende og forskellige kendte egenskaber. Så forskellige som de kan være, deltager hvert element i at udføre de samme funktioner, beskytte pollen og stigma fra miljøet, levere og fange pollen, fremme pollenhydratisering og spiring, tillade indtrængen af passende pollenrør i stigmatiseringen og lede rørene til æggestokken (Figur 1 a). I denne gennemgang undersøger vi (1) nylige opdagelser af pollen-og stigmafunktioner både før og efter kontakt, og (2) adresserer den store mangfoldighed i pollen-og stigmastrukturer på tværs af taksaer med fokus på, hvordan de udfører nøgleopgaver inden for bestøvning. Dette system giver en spændende mulighed for den frugtbare forening af celle, genetisk, og genomiske undersøgelser af modelorganismer med sammenlignende undersøgelser af forhold og evolution. Angiosperm reproduktion er meget selektiv. Kvindelige væv er i stand til at skelne mellem pollenkorn og genkende pollen fra den passende art, mens de afviser pollen fra ikke-relaterede arter (eller fra den samme plante i selvkompatible arter). Denne selektivitet ledsages af en enorm mangfoldighed i celleoverfladerne af mandlige og kvindelige reproduktive strukturer. Den unikt rige fossile registrering af pollenvægstrukturer har været til stor fordel. Literallyh undreds af års videnskabelig indsats har fokuseret på at integrere mangfoldigheden af pollenform med angiosperm taksonomi. At forbinde disse morfologiske forskelle med funktionelle roller er mere udfordrende, kræver molekylære og genetiske analyser, der afslører formål ikke kun inden for en art, men på tværs af forskellige takser. Her, vi undersøger først fremskridt inden for den cellulære og molekylære forståelse af angiosperm pollen og stigmabiologi, inklusive pollen-stigma vedhæftning, pollenhydrering og spiring, og pollenrørets fremkomst og invasion. Ved at udnytte mikroskopi, molekylære, genetiske og genomiske ressourcer er det muligt at forstørre og dissekere cellulære funktioner ved pollen-og stigmaoverfladerne både før og efter de kommer i kontakt (tabel 1). De seneste fremskridt har afsløret vigtige molekyler og mekanismer og har sat feltet til sammenlignende undersøgelser på tværs af takst. I anden del af gennemgangen, vi diskuterer mangfoldighed i pollen-og stigmastrukturer, fremhæver den coadaptive evolutionære ændring, der understøtter effektiv bestøvning inden for en art, samtidig med at bestøvning mellem arter begrænses. I betragtning af dens kombination af facile, genetiske modelsystemer, morfologiske analyser, og velkarakteriserede fylogenier, undersøgelsen af angiospermbestøvning giver en fremragende mulighed for at forene celle-og komparativ biologi og giver indsigt ud over bestøvning til selve mekanismerne for evolution og speciering.