Tài liệu Quá trình phát triển phôi ở thực vật pptx

Qúa trình phát triển phôi ở thực
vật
I. Con đường chung trong phát triển phôi
1. Ở cây hai lá mầm: Sự phát triển phôi theo nghĩa hẹp, bắt đầu với
hợp tử và kết thúc ở giai đoạn lá mầm. Sự phát triển thông qua các
giai đoạn hình cầu, hình tim, hình ngư lôi và giai đoạn lá mầm có thể
phân chia thành các bước có trình tự khác nhau, được đại diện ở 3 sự
kiện chủ yếu:
- Sự phân chia không đối xứng của hợp tử, dẫn đến làm cho các tế bào ở
đỉnh thì nhỏ, các tế bào cơ bản thì lớn.
- Sự hình thành khuôn mẫu một cách rõ ràng, xảy ra ở giai đoạn hình cầu.
- Sự chuyển biến của giai đoạn lá mầm xảy ra đồng thời với sự bắt đầu
của mầm rễ, mầm lá thông qua mầm của thân.
- Cây Một lá mầm chỉ phát triển một lá mầm nằm ở đỉnh ngọn, còn
chồi mầm thì nằm ở bên cạnh. Kiểu một lá mầm của phôi Một lá
mầm chỉ gặp ở thực vật Hạt kín. Ở cây Hai lá mầm cũng như ở cây
Một lá mầm có sự khác nhau rất lớn trong cách phát triển phôi của
từng nhóm riêng. Hiện nay ít nhiều đã xác định được một số kiểu
phát triển và cấu tạo khác nhau của phôi. Những kiểu đó phân biệt
với nhau bởi cách phân chia đầu tiên của hợp tử (phân cắt dọc, hay
ngang hoặc xiên), bởi tính chất của tế bào tận cùng của tiền phôi hai
tế bào và bởi mức độ tham gia của tế bào gốc vào việc hình thành
phôi.
3. Trình tự phát triển phôi của cây hạt trần được chia thành 3 pha:
-
Giai đoạn tiền phôi: bao gồm tất cả các bước trước khi dây treo kéo dài.
-
Giai đoạn phát sinh phôi sớm: tất cả các giai đoạn sau khi dây treo kéo
dài và trước khi hình thành mô phân sinh chồi.
-
Giai đoạn phát triển hậu phôi: trải qua lịch sử phát triển phôi, bao gồm sự

hình thành mô phân sinh rễ và mô phân sinh chồi.
→Ba bước phát triển phôi ở thực vật hạt trần tương đương với các giai
đoạn phát triển phôi theo nghĩa hẹp ở thực vật hạt kín, kế tiếp là giai đoạn
trưởng thành của phôi.
Quá trình phát triển phôi soma và phát triển phôi hợp tử
Các giai
đoạn phát
triển phôi ở
thực vật hạt
kín và hạt
trần.
Sau thụ tinh, hợp tử phân chia không đối xứng tạo nên hai tế bào có
kích thước khác nhau, tế bào nhỏ ở đỉnh và tế bào lớn ở đáy. Tế bào
đỉnh chứa nội chất được cô đặc lại, đó cũng là nơi chứa nhiều enzym
của các hoạt động tổng hợp, trong khi tế bào đáy và con cháu của dòng
tế bào này hóa không bào cao. Tế bào đỉnh phân chia 3 lần, tạo thành 8
tế bào, là giai đoạn octant. Tại giai đoạn này đã có sự phân biệt chức
năng của các vùng.
4. Diễn biến các pha (ví dụ ở Arabidopsis)
Giai đoạn octant 16 tế bào: Phôi ở giai đoạn octant, 8 tế bào bên ngoài
của vỏ nguyên sinh được phân biệt với 8 tế bào bên trong. những nếp lồi
phân chia kiểu đối nghiêng một cách có ưu thế trong lớp tế bào bên
trong nên lớp vỏ nguyên sinh vẫn được tách ra từ lớp tế bào bên trong ở
suốt quá trình phát triển.
a. Giai đoạn octant.
b. Giai đoạn hình cầu được duy trì trong một thời gian, sự phân chia của
những tế bào bên trong dẫn đến sự hình thành trục phôi và sự biệt hóa
vùng.
ở giai đoạn phôi hình cầu, khi số lượng tế bào tăng lên hơn 100 thì phôi
dần chuyển sang hình tam giác bởi vì sự phát triển định vị tại hai điểm đối

diện nhau trong vùng đỉnh.
3. Diễn biến các pha
c. Đầu giai đoạn phôi hình tim, có xấp xỉ 200 tế bào và là nguồn gốc chủ
yếu của các cơ quan trong hạt như lá mầm, trụ dưới lá mầm, rễ nguyên
thủy, cũng như những loại mô cơ bản, tiền mạch, vỏ phân sinh ngọn và vỏ
là thấy rõ về mặt cấu trúc. Kết thúc là giai đoạn 2 lá mầm đã hình thành rõ
rệt, sự biệt hóa các vùng, cơ quan và hạt đi vào giai đoạn nghỉ.
1.Xác định trục phân cực trong giai đoạn sớm của phát triển phôi
* Phôi hợp tử.
ở Arabidopsis và một số loài khác:
tính phân cực đỉnh-gốc được hình
thành trước lần phân bào đầu tiên
của hợp tử được chứa đựng trong
bản thân của tế bào trứng (noãn
một số loài, tính phân cực do sự
sắp xếp lại các thành phần của
chất nguyên sinh
II. Nội dung trong quá trình phát triển phôi
Các nhân tố ảnh hưởng tính phân cực
2. Quyết định số phân của tế bào: Phôi – dây treo
- Hợp tử trải qua lần phân chia không đối xứng đầu tiên tạo ra 2 tế bào có
kích thước không giống nhau và phát triển theo những hướng khác nhau:
+ tế bào có kích thước lớn (tế bào gốc), được hình thành từ vùng tế bào có
không bào lớn và phát triển thành dây treo.
+ tế bào có kích thước nhỏ (tế bào đỉnh), được hình thành từ vùng tế bào
có nhiều chất nguyên sinh và phát triển thành phôi.
- Dây treo do tế bào gốc phân chia theo mặt phẳng nằm ngang, tạo nên
một trục gồm 7-9 tế bào. Chỉ duy nhất tế bào trên cùng sát với phôi, tham
gia vào sự phát triển phôi tạo nên một phàn của mô phân sinh rễ.
Dây treo có chức năng: vận chuyển chất dinh dưỡng và hormone cho phôi

và đẩy phôi và sâu bên trong nội nhũ.
Có 2 cơ chế hình thành nên số phận khác nhau của tế bào: sự phân chia
không bằng nhau của các tế bào phân cực và vị trí quyết định số phận tế
bào. Cả 2 cơ chế đó đều được thực hiện trong quá trình phát triển phôi.
Mặt phẳng chính xác của sự phân chia tế bào đóng vai trò quan trọng
trong phát triển phôi khi sự phân chia tế bào chất và những phân tử điều
hòa được phân cực.Kết quả là sự phân chia không đối xứng của tế bào con
có thể thừa hưởng phần tế bào chất khác nhau và ở đó đã có sự phân biệt
số phận của tế bào.
* Yếu tố quyết đinh số phận tế bào
Thí nghiệm trên Fucus chứng minh vai trò của vách trong tế bào
Sự biệt hóa của 2 tế bào phôi Fucus phụ thuộc vị trí phải được liên kết
với nhân tố vách.
- vai trò của thành tế bào trong sự quyết định số phận của tế bào
Pectin là một thành phần cấu tạo nên thành tế bào, có chứa loại
polysaccharide là Arabinogalctan (phát hiện thông qua phản ứng miễn
dịch của kháng thể đơn dòng), một phần phân tử này liên kết với protein
đặc biệt trên màng nguyên sinh chất gọi là Arabinoglactan protein
(AGP). Vị trí của AGP có sự phân bố khác nhau trong quá trình phát
triển phôi.
Dùng kháng thể JIM8(kháng thể liên kết với APG) để phát hiện vị trí của
AGP và thấy rằng: JIM8 chỉ bám lên phần tế bào hợp tử, sau lần phân
chia, tế bào nào vẫn có sự biểu hiện của JIM8 sau này phát triển thành
dây treo.
* Yếu tố quyết định số phận tế bào
- Các polysaccharide đóng vai trò quyết định số phận của tế bào trong giai
đoạn sớm, đồng thời chúng còn duy trì hoạt động phân chia của
phôi.Khi dùng thuốc thử Yariv, liên kết và ức chế AGP đã làm giảm tất
cả quá trình phát triển của đỉnh và rễ.
* Cơ chế phân tử thực hiện vai trò của thành té bào được thực hiện nhờ

protein GNOM (GN). Gen gn bị đột biến đã gây ra những sai sót trong
lân phân chia không đối xứng đầu tiên.
Vai trò của GN có liên quan đến các túi vận chuyển của Golgi: nó định
hướng một cách chính xác phương hướng cho các túi vận chuyển các
chất quan trong đến màng và thành tế bào
Như vậy: thành tế bào quyết định số phận của các tế bào nhưng GN là đối
tượng thực hiện quyết định đó.
* Yếu tố quyết đinh số phận tế bào
Sự khởi đầu của trục phôi xảy ra thông qua sự định hướng phân chia
chính xác trong giai đoạn sớm của phôi hình cầu, có thể phản ánh vài
tín hiệu là vector trực tiếp trong phân cực đỉnh – cơ sở. Đột biến ở 3
gen MONOPTEROS (MP), BODENLOS (BDL) và AUXIN RESISTANT
6 (AXR 6) gây trở ngại cho mức độ biến đổi với sự hình thành của trụ
phôi được nhận ra bởi sự thiếu định hướng trong vùng cơ bản.
3. Sự hình thành trụ phôi