En el ciclo de vida de las plantas angiospermas; La formación del gametofito femenino y el proceso de doble fecundación son parte esencial de la reproducción sexual. Pero incluso el conocimiento que tenemos sobre la participación del calcio citosólico en el proceso de doble fecundación es escaso.
INTRODUCCIÓN
Agave colimana pertenece al grupo Filifeae dentro del subgénero Littaea, representado por plantas con hilos fibrosos creados a partir de los bordes de las hojas. Una de las principales características de las angiospermas es que tienen semillas encerradas dentro de un fruto derivado del ovario de las flores (Li y Ma 2002).
ANTECEDENTES
- T AXONOMÍA DE A GAVE COLIMANA
- R EPRODUCCIÓN SEXUAL
- F ORMACIÓN DEL GAMETOFITO FEMENINO EN ANGIOSPERMAS
- Megasporogénesis
- Megagametogénesis
- L A FORMACIÓN DEL GAMETOFITO FEMENINO EN A SPARAGACEAE (A NTERIORMENTE
- Desarrollo del gametofito femenino en Agave tequilana weber
Los gametofitos de las angiospermas se desarrollan dentro de los tejidos esporofitos que forman los órganos reproductores de la flor. En el patrón bispórico, la célula chalazal de la díada divide rápidamente su núcleo, completando así la segunda división meiótica.
JUSTIFICACIÓN
HIPÓTESIS
OBJETIVOS
- O BJETIVO GENERAL
- O BJETIVOS ESPECÍFICOS
METODOLOGÍA
- M ATERIAL VEGETAL
- C ARACTERIZACIÓN DEL GAMETOFITO FEMENINO
- Fijación de los óvulos
- Tinción de los óvulos
- Deshidratación de los óvulos
- Clarificación de los óvulos y estudio microscopia
Los huevos se manipularon en tubos Eppendorf y se trataron a temperatura ambiente con: HCl 1 M durante 1,5 h, luego con HCl 5,8 M durante 2 h, seguido de HCl 1 M durante 1 h. Posteriormente, los huevos se lavaron tres veces con agua destilada durante 3 min y se tiñeron con reactivo de Schiff (No. Cat Sigma) durante 3 h a temperatura ambiente, protegiendo los tubos de la luz.
RESULTADOS
- M EGASPOROGÉNESIS
- M EGAGAMETOGÉNESIS
Al final de la primera división meiótica, la díada haploide (Fig. 5c) forma una pared celular y asume una forma rectangular. La primera división mitótica genera dos núcleos (Fig. 6b) que migran a extremos opuestos, uno al polo chalazal y el otro al extremo micropilar.
DISCUSIÓN
El patrón tipo Polygonum ha sido reportado en casi todas las especies del género Agave estudiadas (Escobar-Guzmán et al. En cuanto a los sacos embrionarios que mostraron errores durante su desarrollo (Fig. 7a), esta característica correspondió a , lo cual fue reportado por Escobar -Guzmán et al. Estos errores en la meiosis ocurren más comúnmente en plantas porque el ciclo celular es más tolerante (Wilkins y Holliday 2009; Zamariola et al. 2014).
Por el contrario, los sacos embrionarios que no conocieron estos errores durante el desarrollo pudieron ser fecundados y formar un cigoto (Fig. 7b) y una semilla.
CONCLUSIÓN
PERSPECTIVAS
González-Gutiérrez AG, Gutiérrez-Mora A, Rodríguez-Garay B (2014) Embryo sac formation and early embryo development in Agave tequilana (Asparagaceae). Koltunow AM, Vivian-Smith A, Tucker MR, Paech N (2002) The central role of the oocyte in apomixis and parthenocarpy. Kuhl JC, Cheung F, Yuan Q, Martin W, Zewdie Y, Callum J, Catanach A, Rutherford KC, Sink M, Jenderek JP, Prince C, Town D, Havey MJ (2004) A unique set of 11,008 sequence tags expressed by onion. reveals expressed sequence and genomic differences between the monocot orders Asparagales and Poales.
Lim OC, Kim Y, Kim G, Lee IS, Chung SW, Park HS, Hwang I, Cho JM (1996) Expressed cDNA sequence tags of Chinese cabbage buds. Pagnussat GC, Yu HJ, Ngo QA, Rajani S, Mayalagu S, Johnson CS, Sundaresan V (2005) Genetic and molecular identification of genes required for female gametophyte development and function in Arabidopsis. Pires JC, Maureira LJ, Givnish TJ, Sytsma KJ, Seberg O, Petersen G, Davis JL, Stevenson DW, Rudall PJ, Fay MF, Chase MW (2006) Phylogeny, genome size and chromosome evolution of Asparagales.
Rabiger DS, Drews GN (2013) MYB64 and MYB119 are required for cellular formation and differentiation during female gametogenesis in Arabidopsis thaliana. Rodríguez-Garay B (2017) Chromatid abnormalities in meiosis: a brief review and a case study in the genus Agave (Asparagales, Asparagaceae).
E L CALCIO EN LA GERMINACIÓN Y ELONGACIÓN DE TUBO POLÍNICO
En las angiospermas, el grano de polen seco se rehidrata rápidamente después de aterrizar en el estigma y comienza a germinar. Luego, el polen germina a partir del grano, penetra el tejido del estigma y comienza a crecer hacia el óvulo (Taylor y Hepler 1997). Estos experimentos demostraron que se lograba una mayor tasa de germinación del polen aumentando el nivel de calcio en el medio de cultivo (Brewbaker y Kwack, 1963).
Durante la germinación de los granos de polen se absorbe calcio, que se incorpora rápidamente al polen (Bednarska, 1989). Este calcio está presente en las membranas de los granos de polen y se ha asociado con las aperturas de sus terminales durante la hidratación del grano de polen. Además, hay evidencia de un aumento de calcio en los poros del grano de polen (Polito 1983). Por otro lado, existen algunos granos de polen que pueden germinar sin la adición de calcio al medio; Sin embargo, al analizar estos granos, los resultados mostraron que contenían una gran reserva de calcio en las paredes del grano de polen y que se liberan al medio durante su hidratación (Heslop-Harrison 1987).
Los tubos polínicos crecen rápida y muy rápidamente y alcanzan grandes longitudes para llevar a cabo la fecundación durante el proceso reproductivo de las plantas. En consecuencia, las células vegetativas del tubo polínico son un excelente sistema modelo unicelular para investigar los procesos biológicos celulares de transporte de vesículas, reorganización del citoesqueleto y regulación del transporte de iones.
C ALCIO EN EL SACO EMBRIONARIO
Steinhorst y Kudla (2013) demostraron que el calcio juega un papel esencial en el control del crecimiento de la punta del TP, encontrando los gradientes de calcio más altos en la punta del TP en crecimiento. 2011) bloquearon los canales de calcio y observaron la inhibición del crecimiento de TP. Diversos estudios sobre la función del calcio en la membrana plasmática de la punta TP han demostrado que este es el responsable del control y mantenimiento del crecimiento (Frietsch et al. En las plantas analizadas, los mayores niveles de calcio se dan en las células sinérgicas y los mayores contenido en el sinérgico receptivo.
Se han informado gradientes de calcio con respecto a la distribución intra-saco desde el micropilo hasta la calaza (Chaubal y Reger 1992) y desde la calaza hasta el micropilo (He y Yang 1992). En otros trabajos, se ha observado que los sinérgicos contienen diferentes concentraciones de calcio (Huang y Russell 1992; Tirlapur et al. 1993). En estudios del contenido de calcio en las células sinérgicas de Nicotiana tabacum, Huang y Russell (1992) informaron que las células sinérgicas degeneradas por la penetración de TP contenían más calcio que las células sinérgicas persistentes. Esta diferencia de calcio entre las dos células sinérgicas comienza horas después. polinización (Mogensen y Suthar 1978).
Se ha estudiado la concentración de calcio antes de la fecundación y se ha percibido un aumento de calcio en los sinérgicos que han sido polinizados. Estos cambios de concentración se han producido cuando el tubo polínico está próximo a su llegada al SE. Un ejemplo de esto ocurre en Brasscica napus, el calcio localizado en las células sinérgicas hermanas antes de la polinización es similar pero aumenta 2,4 veces cuando fueron polinizadas (Yu et al. 1998), pero el calcio disminuye en el ovipositor cuando se penetra la célula sinérgica (Kristóf et al.
E L CALCIO EN LA DOBLE FERTILIZACIÓN
El calcio es un mensajero importante en el proceso de fertilización tanto en plantas como en animales. Para la activación de los ovocitos se requiere un aumento significativo en el nivel de calcio libre citosólico y oscilaciones del influjo de calcio en el óvulo fertilizado (Tang et al. 2000; Sanders et al. 2002). Estos resultados indican la importancia del calcio en el proceso de doble fertilización en las plantas.
Sin embargo, el papel del calcio durante el proceso de doble fertilización en las plantas aún no está del todo claro. Aunque existe una gran cantidad de investigaciones sobre los elementos implicados en el proceso de la doble fecundación y sus funciones, aún no se conoce por completo este proceso. En un caso, se informó una alta concentración de calcio en uno de los sinérgicos, momentos antes de la llegada del TP (Tian y Russell 1997) y otros informaron no encontrar diferencias en las concentraciones de calcio (Chaubal y Reger 1992). .
Estudiar diferentes concentraciones de calcio como posible coadyuvante durante el proceso de doble fertilización en Agave tequilana y Agave salmiana. Analizar el calcio citosólico antes y después del proceso de doble fertilización en Agave tequilana y Agave salmiana para conocer el posible papel que juega el calcio durante este proceso.
MATERIALES Y MÉTODOS
- M OMENTO DE DOBLE FERTILIZACIÓN
- D ETECCIÓN DE CALCIO CITOSÓLICO DURANTE DUBLÉ FERTILIZACIÓN
- C UANTIFICACIÓN DE CALCIO EN SACO EMBRIONARIO
- Análisis estadístico
- Ubicación del calcio en el desarrollo temprano del endospermo
- L A DOBLE FERTILIZACIÓN
- D ETECCIÓN DE CALCIO CITOSÓLICO DURANTE DOBLE FERTILIZACIÓN
- C UANTIFICACIÓN DE CALCIO EN SACO EMBRIONARIO
- Ubicación del calcio en el desarrollo temprano del endospermo
- E L MOMENTO DE LA DOBLE FERTILIZACIÓN
- D ETECCIÓN DE CALCIO DURANTE LA DOBLE FERTILIZACIÓN
- Calcio en el micrópilo de óvulo
- El calcio en las células sinérgidas
- Calcio en la fusión de gametos
- C ALCIO EN LA FORMACIÓN DEL ENDOSPERMO
- El papel del calcio en la mitosis nuclear
- Ubicación del calcio en el desarrollo temprano del endospermo
También lo sé. Se pudo observar una alta intensidad de fluorescencia de calcio en el SE y la presencia de células antípodas. Se ha informado que los aumentos de calcio durante la fertilización ocurren muy rápidamente en la célula central. Sin embargo, existe evidencia suficiente de que se producen cambios en el calcio durante el proceso de reproducción sexual (Digonnet et al. 1997).
Por otro lado, estas altas concentraciones de calcio en las células cercanas al micropilo facilitan el crecimiento de TP cuando alcanza el micropilo (Tian y Russell 2000). Las células sinérgicas mostraron una intensidad de fluorescencia similar entre ellas, lo que se traduce en una concentración de calcio igual. Las células sinérgicas exhibieron una alta concentración de calcio en el citosol en comparación con otras células del gametofito femenino (Higashiyama 2002; Ge et al. 2007).
Estos resultados indican que las oscilaciones de calcio en las células sinérgicas de Agave juegan un papel importante en los mecanismos de orientación del tubo polínico, así como en la coordinación exitosa del proceso de doble fertilización. Se detectó calcio acumulado alrededor de los granos durante la formación del endospermo, esto concuerda con lo reportado por Tian et al. 2000), quienes también informaron la presencia de calcio en el endospermo de Plumbago zeylanica. Además, estos resultados indican que las oscilaciones de calcio en las células sinérgicas de Agave juegan un papel importante en los mecanismos de orientación, recepción del tubo polínico y descarga de espermatozoides, así como en la coordinación exitosa del proceso de doble fertilización.
Todos estos cambios en la concentración de calcio son parte de la comunicación celular para el proceso de doble fecundación, la formación del embrión y el endospermo.