Structura germinării unei sămânțe, proces, tipuri

4466
Simon Doyle
Structura germinării unei sămânțe, proces, tipuri

germinaţie este procesul prin care embrionul conținut în semințele plantelor spermatofite se dezvoltă pentru a da naștere la o nouă plantă și se caracterizează prin proeminența rădăcinii spre exteriorul testa sau capacului seminal.

În regnul vegetal, spermatofitele sunt grupul de plante cunoscut sub numele de „plante superioare”, care au ca caracteristică definitorie producția de semințe ca urmare a reproducerii lor sexuale, de la care își trage numele, deoarecesperma " în greacă înseamnă sămânță.

Germinarea unei plante dicotiledonate (Sursa: MAKY.OREL [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] prin Wikimedia Commons)

Grupul de spermatofiți este format din plante cu flori sau angiosperme și plante fără flori sau gimnosperme, care produc semințe închise într-o structură numită „ovar” sau, respectiv, semințe goale..

Germinarea unei sămânțe, oricare ar fi tipul ei, poate fi înțeleasă ca ansamblul de pași consecutivi care fac o sămânță liniștită sau inactivă, cu un conținut scăzut de apă, arată o creștere a activității sale metabolice generale și începe formarea unui răsad din embrion în interior.

Momentul exact în care germinația se termină și începe creșterea este foarte dificil de definit, deoarece germinația a fost definită în mod specific ca ruptura învelișului seminal care, prin ea însăși, este deja rezultatul creșterii (diviziune și alungire celulară)..

Există mai mulți factori care afectează procesul de germinare, mulți dintre ei endogeni (viabilitate, gradul de dezvoltare a embrionului etc.) și exogeni (disponibilitatea apei, temperatura și compoziția atmosferică, de exemplu).

Indice articol

  • 1 Structura sămânței
  • 2 Proces (etape)
    • 2.1 Imbițiune
    • 2.2 Alungirea și creșterea numărului de celule (diviziune)
  • 3 Tipuri de germinare
    • 3.1 Germinarea epigeală
    • 3.2 Germinarea hipogeală
  • 4 Referințe

Structura semințelor

Plantele angiosperme au semințe cu o structură relativ simplă, deoarece constau dintr-un embrion (produs al fertilizării ovulului de către bobul de polen) care este înconjurat de o acoperire cunoscută sub numele de „sacul embrionar”, care derivă și din procesul de fertilizare ..

Stratul de semințe este cunoscut sub numele de testa și este produsul dezvoltării tegumentelor interne ale ovulului. Embrionul se hrănește cu o substanță în care este scufundat, endospermul, care poate deveni și un țesut rudimentar la acele plante cu cotiledonate..

Cotiledoanele sunt frunze primare care pot îndeplini funcții nutriționale pentru embrion și pot fi responsabile de fotosinteza răsadului care se formează atunci când semințele germinează.

Cantitatea de substanță de rezervă este foarte variabilă în rândul semințelor, în special în ceea ce privește compoziția proteinelor, grăsimilor și carbohidraților pe care aceștia le au. Cu toate acestea, principala substanță de stocare în semințe, într-o măsură mai mare sau mai mică, este de obicei amidonul.

Embrionul este structura fundamentală a unei sămânțe. Poate fi văzută ca o „plantă miniaturală” și constă dintr-o radiculă, o plumulă sau un epicotil (deasupra unde sunt cotiledonele), unul sau mai multe cotiledonate și un hipocotil (sub cotiledonate).

Rădăcina, care este porțiunea subterană a unei plante, se formează ulterior din radiculă; epicotilul va fi ulterior axul principal al tulpinii, în porțiunea aeriană; în timp ce hipocotilul este porțiunea embrionului care unește radicula cu plumula sau epicotilul, adică care unește tulpina cu rădăcina din planta adultă.

Este important de menționat că există o mare diversitate de semințe în natură, în special în ceea ce privește mărimea, forma, culoarea și structura generală, fără a lua în considerare caracteristicile lor fiziologice intrinseci..

Proces (etape)

Toate semințele mature se află într-o stare cunoscută sub numele de calmare, prin care aceste structuri de propagare pot rezista perioade prelungite în care condițiile favorabile necesare germinării nu sunt în loc..

Silențierea unei semințe este inversată în prezența apei, a unei compoziții atmosferice și a temperaturii adecvate (în funcție de tipul de semințe, desigur).

Germinarea, odată ce s-a depășit repausul, include procese care sunt comune în fiziologia plantelor:

- respirația

- absorbtia apei

- conversia „alimentelor” în substanțe solubile

- sinteza enzimelor și a hormonilor

- metabolismul azotului și fosforului

- translocarea carbohidraților, hormonilor, apei și mineralelor în meristeme și

- formarea țesuturilor.

Cu toate acestea, fiziologii plantelor au definit trei etape specifice care sunt: ​​imbiția, alungirea celulelor și creșterea numărului de celule (diviziune celulară), aceasta din urmă depinzând de diferite evenimente genetice și moleculare..

Imbiție

Conținutul de apă dintr-o sămânță matură este considerabil scăzut, ceea ce favorizează letargia metabolică a țesuturilor din interior. Astfel, primul pas în germinarea unei sămânțe este absorbția apei, cunoscută sub numele de imbiție..

Imbiția restabilește turgul celulelor embrionare, care au fost plasmolizate anterior datorită dimensiunii mici a vacuolelor lor aproape goale.

În primele ore ale acestei etape, nu se observă modificări chimice în semințe, precum și orice tip de activitate asociată cu alungirea sau alungirea pereților celulari etc..

La scurt timp, hidratarea țesuturilor (în condiții favorabile de atmosferă și temperatură), permite activarea organelor și a enzimelor celulare, în special a mitocondriilor. Această activare promovează și sinteza hormonilor și proteinelor, necesare pentru evenimentele ulterioare..

Alungirea și creșterea numărului de celule (diviziune)

După câteva ore de imbibație (în funcție de gradul de desicare a semințelor), se poate aprecia alungirea celulelor aparținând radiculelor, care permit acestei structuri să se extindă și să iasă de pe suprafața care o acoperă.

Primele diviziuni celulare apar în meristema rădăcinii, tocmai în momentul în care radicula „sparge” țesutul care o acoperă. În acest moment, se observă unele modificări citologice, cum ar fi aspectul mai proeminent al nucleului fiecărei celule..

Etape în germinarea unei semințe de A. thaliana (Sursa: Alena Kravchenko [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] prin Wikimedia Commons)

Stratul de sămânță sau testa este străbătut sau rupt de rădăcina primară, care este reprezentată de radiculă, după care axa hipocotiledonată continuă procesul de alungire. Cotiledoanele rămân în interiorul testa în timpul acestui proces, indiferent de tipul de germinație..

În timp ce are loc acest proces, nutriția celulelor embrionare depinde de activitatea enzimelor responsabile de degradarea glucidelor și a grăsimilor de rezervă din endosperm și / sau cotiledon, activitate complet dependentă de procesul anterior de imbibare..

Tipuri de germinare

Tipurile de germinație au fost definite în funcție de soarta cotiledonelor atunci când răsadul este format din embrion. Cele două tipuri cele mai cunoscute sunt germinarea epigeală și germinarea hipogeală..

Diagrama procesului de germinare a unei semințe de mazăre (Sursa: Germination.svg: * Germination.png: Kat1992derivative work: Begoonderivative work: Begoon [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0 )] prin Wikimedia commons)

Germinarea epigeală

Apare la multe plante lemnoase, inclusiv la gimnosperme, și se caracterizează prin cotiledonele care ies din sol ca „împinse” de epicotilul alungit.

Germinarea hipogeală

Apare atunci când cotiledoanele rămân în porțiunea subterană, între timp epicotilul crește erect și frunzele fotosintetice se dezvoltă din acesta. Este comun pentru multe specii de plante, fiind exemplul arțarilor, castanilor și arborelui de cauciuc.

Referințe

  1. Bewley, J. D. (1997). Germinarea semințelor și repausul. Celula vegetală, 9 (7), 1055.
  2. Copeland, L. O. și McDonald, M. F. (2012). Principiile științei și tehnologiei semințelor. Springer Science & Business Media.
  3. Nabors, M. W. (2004). Introducere în botanică (nr. 580 N117i). Pearson.
  4. Srivastava, L. M. (2002). Germinarea semințelor, mobilizarea rezervelor de hrană și repausul semințelor. Creșterea și dezvoltarea plantelor: hormoni și mediu. Academic Press: Cambridge, MA, 447-471.
  5. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, I. M. și Murphy, A. (2015). Fiziologia și dezvoltarea plantelor.
  6. Toole, E. H., Hendricks, S. B., Borthwick, H. A. și Toole, V. K. (1956). Fiziologia germinării semințelor. Revizuirea anuală a fiziologiei plantelor, 7 (1), 299-324.
  7. Tuan, P. A., Sun, M., Nguyen, T. N., Park, S. și Ayele, B. T. (2019). Mecanisme moleculare ale germinării semințelor. În Boabe încolțite (pp. 1-24). AACC International Press.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.