Rob Swanson” Pollen and Stigma Structure and Function: the Role of Diversity in Pol”, Anna F. Edlund et al.

Abstrakti

kukkivien kasvien koiras-ja naarassolujen Koristeelliset pinnat ovat jo pitkään herättäneet huomiota niiden moninaisuuden ja evolutiivisen merkityksen vuoksi. Nämä rakenteet ja seksuaaliseen vuorovaikutukseen osallistuvat molekyylit ovat edelleen yksi nopeimmin kehittyvistä ja monipuolisimmista tunnetuista ominaisuuksista. Niin vaihtelevia kuin ne voivat olla, kukin elementti osallistuu samojen toimintojen suorittamiseen, siitepölyn ja stigman suojaamiseen ympäristöltä, siitepölyn toimittamiseen ja talteenottoon, siitepölyn nesteyttämisen ja itämisen edistämiseen, sopivien siitepölyputkien pääsyyn stigmaan ja putkien ohjaamiseen munasarjoihin (Kuva 1 A). Tässä katsauksessa (1) kartoitamme viimeaikaisia siitepöly-ja stigma-toimintojen löytöjä sekä ennen että jälkeen niiden kontaktin, ja (2) käsittelemme siitepöly-ja stigma-rakenteiden suurta monimuotoisuutta eri taksoneissa keskittyen siihen, miten ne suorittavat pölytyksen keskeiset tehtävät. Tämä järjestelmä tarjoaa jännittävän tilaisuuden malliorganismien solu -, perimä-ja genomitutkimusten hedelmälliselle yhdistämiselle vertaileviin sukulaisuussuhdetta ja evoluutiota koskeviin tutkimuksiin. Angiospermien lisääntyminen on hyvin valikoivaa. Naaraiden kudokset pystyvät erottamaan siitepölyhiukkaset toisistaan tunnistamalla sopivien lajien siitepölyn ja hylkäämällä samalla sukulaislajien siitepölyä (tai samasta kasvista peräisin olevaa siitepölyä itsesopivissa lajeissa). Tähän selektiivisyyteen liittyy valtava monimuotoisuus koiraan ja naaraan lisääntymisrakenteiden solupinnoissa. Ainutlaatuisen runsaasta siitepölyseinämärakenteiden fossiiliaineistosta on ollut suurta hyötyä. Kirjallinen undreds of years of scientific effort has focused to integrate the diversity of pollen form with angiosperm taxonomy. Näiden morfologisten erojen yhdistäminen funktionaalisiin rooleihin on haastavampaa, ja se edellyttää molekyyli-ja geneettisiä määrityksiä, jotka paljastavat tarkoituksen paitsi lajin sisällä myös eri taksoneissa. Tässä, ensin kartoittaa edistysaskeleita solu-ja molekyylitason ymmärrystä angiosperm siitepöly ja stigma biologia, mukaan lukien siitepöly-stigma tarttuvuus, siitepöly nesteytys ja itäminen, ja siitepölyputken syntyminen ja invaasio. Hyödyntämällä mikroskopiaa, molekyyli -, perimä-ja genomiresursseja on mahdollista suurentaa ja leikellä solujen toimintoja siitepöly-ja stigma-pinnoilla sekä ennen niiden kontaktia että sen jälkeen (Taulukko 1). Viimeaikainen kehitys on paljastanut keskeisiä molekyylejä ja mekanismeja, ja se on luonut Alan vertaileville tutkimuksille eri taksoneissa. Katsauksen toisessa osassa käsitellään siitepöly-ja stigmarakenteiden monimuotoisuutta ja korostetaan koadaptiivista evoluutiomuutosta, joka tukee tehokasta pölytystä lajin sisällä ja rajoittaa pölytystä lajien välillä. Kun otetaan huomioon helppo, geneettinen mallijärjestelmä, morfologiset analyysit ja hyvin luonnehditut fylogeniat, angiospermin pölytyksen tutkimus tarjoaa erinomaisen tilaisuuden yhdistää solu-ja vertailubiologiaa ja tuottaa pölytyksen lisäksi tietoa evoluution ja lajiutumisen mekanismeista.