”Pollen och Stigma struktur och funktion: mångfaldens roll i Pol” av Rob Swanson, Anna F. Edlund et al.

Abstrakt

de utsmyckade ytorna hos manliga och kvinnliga reproduktionsceller i blommande växter har länge uppmärksammats för deras variation och evolutionära betydelse. Dessa strukturer, och molekylerna som är involverade i sexuella interaktioner, förblir bland de mest snabbt utvecklande och olika egenskaper som är kända. Så varierande som de kan vara, deltar varje element i att utföra samma funktioner, skydda pollen och stigma från miljön, leverera och fånga pollen, främja pollenhydrering och spiring, vilket möjliggör inträde av lämpliga pollenrör i stigmatiseringen och styra rören till äggstocken (Figur 1 a). I den här översynen undersöker vi (1) nya upptäckter av pollen-och stigmafunktioner både före och efter att de tar kontakt och (2) behandlar den stora mångfalden i pollen-och stigmastrukturer över taxa, med fokus på hur de utför viktiga uppgifter vid pollinering. Detta system presenterar en spännande möjlighet för den fruktbara föreningen av cell -, genetiska och genomiska studier av modellorganismer med jämförande studier av relation och evolution. Angiosperm reproduktion är mycket selektiv. Kvinnliga vävnader kan skilja mellan pollenkorn, känna igen pollen från lämpliga arter medan de avvisar pollen från orelaterade arter (eller från samma växt i självkompatibla arter). Denna selektivitet åtföljs av enorm mångfald i cellytorna hos manliga och kvinnliga reproduktiva strukturer. Den unikt rika fossilregistret av pollenväggstrukturer har varit till stor nytta. Literallyh und år av vetenskapliga ansträngningar har fokuserat på att integrera mångfalden av pollen form med angiosperm taxonomi. Att länka dessa morfologiska skillnader till funktionella roller är mer utmanande, vilket kräver molekylära och genetiska analyser som avslöjar syfte inte bara inom en art utan över olika taxa. Här undersöker vi först framsteg inom cellulär och molekylär förståelse av angiospermpollen och stigmabiologi, inklusive pollen-stigma vidhäftning, pollenhydrering och spiring, och pollenrörframväxt och invasion. Genom att kapitalisera på mikroskopi, molekylära, genetiska och genomiska resurser är det möjligt att förstora och dissekera cellulära funktioner vid pollen-och stigmaytorna både före och efter att de kommer i kontakt (Tabell 1). De senaste framstegen har avslöjat viktiga molekyler och mekanismer och har redo fältet för jämförande studier över taxa. I den andra delen av översynen diskuterar vi mångfald i pollen-och stigmastrukturer, och belyser den koadaptiva evolutionära förändringen som stöder effektiv pollinering inom en art samtidigt som pollinering mellan arter begränsas. Med tanke på dess kombination av facile, genetiska modellsystem, morfologiska analyser och väl karakteriserade fylogenier, ger studien av angiospermbestämning ett utmärkt tillfälle att förena cell-och jämförande biologi och ger insikt utöver pollinering till själva mekanismerna för evolution och speciering.