Апомиксис и амфимиксис у цветковых растений

Abstract

Сопоставлены апомиктическое и половое воспроизведение (амфимиксис) у цветковых растений. Рассмотрены светооптические и ультраструктурные аспекты цитоэмбриологических процессов у апомиктов, начиная с ранних этапов развития семяпочки и заканчивая сформированным семенем. У исключительного большинства апомиктов отмечается неспособность к развитию автономного эндосперма и формированию жизнеспособных семян без участия оплодотворения ядер центральной клетки зародышевого мешка. Выявлены характерные признаки ультраструктурной дифференциации мегаспороцитов при диплоспории, апоспоровых инициалей при апоспории, эмбриоцитов при адвентивной эмбрионии, а также яйцеклеток при партеногенезе и синергид при апогаметии, проведено их сопоставление с генеративными структурами амфимиктов. Сделано предположение о сходстве на клеточном уровне механизмов генетической регуляции формирования и развития генеративных структур при апомиксисе и амфимиксисе. Настоящая работа не является обзором по апомиксису в целом. Основой ее написания служат опубликованные оригинальные материалы, полученные в результате многолетних исследований в области апомиксиса.

Метою даної статті є порівняння апоміктичного та статевого розмноження (амфіміксис) у квіткових рослин. Розглядаються світлооптичні та ультраструктурні аспекти цитоембріологічних процесів у апоміктів, починаючи з ранніх етапів розвитку насінного зачатка та закінчуючи сформованою насіниною. У переважної більшості апоміктів зазначено нездатність до розвитку автономного ендосперма і формування життєздатного насіння у відсутності запліднення ядер центральної клітини зародкового мішка. Виявлено характерні ознаки на ультраструктурному рівні диференціювання мегаспороцитів при диплоспорії, апоспорових ініціалей при апоспорії, ембріоцитів при адвентивній ембріонії, а також яйцеклітин при партеногенезі та синергід при апогаметії, проведено їхнє порівняння з генеративними структурами амфіміктів. Зроблено припущення щодо подібності на клітинному рівні механізмів генетичної регуляції формування і розвитку генеративних структур при апоміксисі та амфіміксисі.

The light microscopic and ultrastuctural events of apomictic seed development from the earliest stages through the embryo and endosperm development to maturity were compared with those of the sexual one. The problem of autonomous endosperm formation was postulated as the main problem in low apomictic seed set. The characteristic features of fine differentiation of megasporocytes at diplospory, aposporous initials at apospory, embryocytes at adventive embryony as well as the egg cells at parthenogenesis and synergids at apogamety were described and compared with sexual reproductive structures. It was supposed that the observed similarities in differentiation at the cell level are the result of identical mechanisms of genetic regulation of reproductive structures at amphimixis and apomixis.