D er reife E m bryo

Der reife Embryo
•
•
•
•
Kotyledonen
Sprossmeristem
Hypokotyl
Wurzelmeristem
• In anderen Pflanzen (z. B) Erbsen und Bohnen
wachsen die Kotyledonen auf Kosten des
Endosperms und fungieren als Reservestoffspeicher
für den Keimling.
– Beispiel: Kokusnussmilch und Kokusnussfleisch stellen
flüssige und feste Anteile des Endosperms dar.
– Beispiel: Getreidekaryopsen enthalten ein Stärke-haltiges
Endosperm
• Ernährung des Embryos
• Mechanische Stütze des Embryos
• Ablagerung von Reservestoffen für den Keimling
Funktion des Endosperms
Speicherorgane
Same
• Funktion
tiehnekcorT
dnu etläK nov gnureuadrebÜ –
gnutierbreV –
• Der reife Same besteht aus
elahcsnemaS –
mrepsodnE –
oyrbmE –
• 3. Phase Austrocknung
.tmieksua emaS red timad ,nemmokuznih
ressaW nov tiekrabgüfreV red reßua negnugnideB eredna hcon
nessüm nnad ,znamroD enie suanih rebürad nlekciwtne nemaS eleiV –
.sua re tmiek tmmok ressaW
sni re dlabos ,“tnezseiuq„ timad tsi emaS reD .hcilgöm rhem essezorP
nehcsilobatem eniek dnis hcanad ,nebegegba nedrew sressaW sed %09 –
Samenentwicklung
• 1. Phase: Zellteilungen des Embryos und Endosperms
• 2. Phase: Samenreifung
nenietorP ,tteF ,ekrätS nov esehtnyS •
neffotslareniM dnu neruäsonimA dnu nrekcuZ nov gnurefeilnA •
nenodelytoK
eid redo mrepsodnE sad ni neffotsevreseR nov gnuregalniE –
91
82
-
22
84
6
84
94
46
21
01
21
73
13
52
12
spaR
9
emlaplÖ
81 enhobrotsaC
enhobajoS
ssundrE
esbrE
nesonimugeL
nezieW
siaM
etsreG
Reservestoffe in wichtigen
Kulturpflanzen
Kohlenhydr. Organ
nenodelytoK
mrepsodnE
mrepsodnE
62
21
65
2
5
3
Protein Öl
nenodelytoK
nenodelytoK
nenodelytoK
57
08
67
erednA
mrepsodnE
mrepsodnE
mrepsodnE
edierteG
+2
+2
Phytin
1-8% des Trockengewichts
90% des Phosphatanteils
Assoziiert mit Mg , K ,
Ca , Mn , B , und Fe
Ionen
• Synthese im ER
• Ablagerung in ProteinBodies
• Problem: für Konsumenten
nicht verfügbar
+
•
•
•
•
+2
Mineralstoffe
+2
+
Unkontrollierte Aggregation
hydrophober Bereiche
Unkontrollierte Austrocknung
Synthese von
hydrophilen
Proteinen, die
Wasser sehr
stark binden.
Kontrollierte Austrocknung
Differenzierung von Chloroplasten in Proplastiden
Integumente werden zur Samenschale
Fruchtknoten wird zur Frucht oder zum Perikarp
Ausbildung einer Trennschicht im Funiculus
– Verlust von 90-95& des Wassers
–
–
–
–
– Synthese von LEA-Proteinen
• (LEA: late embryogenesis abundant)
Samenreifung
Same
tiehnekcorT
• Funktion
dnu etläK nov gnureuadrebÜ –
gnutierbreV –
• Der reife Same besteht aus
elahcsnemaS –
mrepsodnE –
oyrbmE –
Samenreifung hängt von
Umweltbedingungen ab
• Auswachsen der Embryonen
an der Mutterpflanze beim
Weizen
• Pre-harvest sprouting
kommt in feuchten Jahren
vor und kann beträchtliche
Ernteverluste auslösen.
• Viviparie
• Abscisinsäure fördert die Samenruhe
• Viele Mutanten mit einem Viviparie-Phänotyp haben einen
Defekt in der Abscisinsäure-Biosynthese oder können nicht
mehr auf Abscisinsäure reagieren.
Viviparie
Der ABA-Gehalt steigt vorübergehend im Embryo an.
Am Tag 8 nach der Bestäubung wurden Samenanlagen mit einem
Hemmstoff der ABA-Synthese behandelt.
ABA-Gehalt und Keimfähigkeit von
Samen der Sonnenblume
ABA-Gehalt und Keimfähigkeit von
Samen der Sonnenblume
.ba ABA nov tgnäh znamroD red noitkudnI eiD
.tnamrod
dnis eis ,gihäfmiek rhem thcin nenoyrbmE eid dnis negaT 51 nov fualbA hcaN
.gihäfmiek hcon nenoyrbmE eid neraw negaT 51 netsre ned nI
.tetseteg tiekgihäfmieK erhi fua eis edruw ABA nov nehcsawsuA
hcaN .treirapärp egalnanemaS red sua negaT nenedeihcsrev uz nedruw nenoyrbmE eiD
.tlednaheb esehtnyS-ABA
red ffotsmmeH menie tim negalnanemaS nedruw gnubuätseB red hcan 8 gaT mA
• In den ersten 15 Tagen sind
hohe ABA-Mengen für die
Unterdrückung der
vorzeitigen Keimung
verantwortlich.
• ABA induziert eine
dauerhafte Keimhemmung
während der späten
Reifungsphase, die dann
nicht mehr von hohen
Mengen an ABA abhängt.
ABA-Gehalt und Induktion der
Samenruhe
–
–
–
–
–
Auxin (Ausbildung der Apikal/Basal-Achse des Embryos)
Cytokinin
Abscisinsäure
Ethylen
Gibberellinsäure
• 5 klassische Phytohormone
Phytohormone
Folgereaktionen
.gnukriW
erhi eis nrednärev nenomrohotyhP neredna tim noitanibmoK nI .nefurrovreh
nenoitkaeR ehcildeihcsretnu nelleZ nehcildeihcsretnu ni nennök enomrohotyhP
.thcin seid nut negalnanemaS nednebegmu nelleZ eiD .negneM
-ABA nethöhre ieb enietorP-AEL nereisitehtnys soyrbmE sed nelleZ eiD :leipsieB
:ba nelleZ red znetepmoK red nov tgnäh noitkaeregloF eiD
Hormon-Rezeptor-Komplex
noitkudsnartlangiS
Hormonwirkung
Hormon + Rezeptor
gnudniB
• Hormonübersensitive Mutanten
.vitkarepyh tsi etteksnoitkudsnartlangiS red etnenopmoK eniE –
• Hormon-insensitive Mutanten
nedrew treisilamron snomroH sed ebaguZ hcrud thcin nennöK –
etteksnoitkudsnartlangiS
red ni redo rotpezeR mi tkefeD reba ,negnemnomroH elamroN –
• Hormonüberproduzierende Mutante
uabbA mi tkefeD –
snegesehtnysoiB senie tätivitkA ethöhrE –
Analyse von Mutanten
• Hormonmangelmutanten
.nedrew treisilamron snomroH sed ebaguZ hcrud nennöK –
nenegesehtnysoiB ni etkefeD –
– Hemmung kann vom Embryo ausgehen (Embryo
dormancy)
• Beispiel Sonnenblumensamen
– Hemmung kann vom Endosperm, der Samenschale oder
dem Pericarp ausgehen (Coat-imposed dormancy)
• Quieszente Samen brauchen lediglich Wasser,
Sauerstoff und die richtige Temperatur zum
Auskeimen
• Dormante Samen können nicht sofort auskeimen.
Dormanz und Quieszenz
• Wasser kann nicht eindringen, da die Samenschale Wachse
und andere hydrophobe Substanzen einlagert
• In Fällen, wo die Samenschale wasserdurchlässig ist, kann der
Embryo die Samenschale nicht durchstoßen
• Manchmal verhindert die Samenschale auch die Aufnahme
von Sauerstoff
• Manchmal verhindert die Samenschale die Diffusion von
Inhibitoren der der Keimung
• Die Samenschale kann in bestimmten Fällen auch Inhibitoren
der Keimung (wie zum Beispiel Abscisinsäure) enthalten.
Coat-imposed dormancy