Back to chapter

35.3:

Zaadstructuur en vroege ontwikkeling van de Sporofyten

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Seed Structure and Early Development of the Sporophyte

Languages

Share

Zaden ontwikkelen zich uit bevruchte bloemen. Specifiek ontwikkelen zaden zich uit zaadknoppen in het vruchtbeginsel van de bloem door een dubbele bevruchting. Gedurende dit proces bevrucht één zaadcel de eicel en één zaadcel de twee polaire celkernen, waardoor een sporofytembryo en een endosperm ontstaan— een voorraad nutriënten. Het sporofytembryo heeft een dubbele set chromosomen, één set van elke ouder, gevormd door de bevruchting van een haploïde eicel door een haploïde zaadcel. Het embryo bestaat uit voorloperweefsel voor stengels en wortels en één of meer embryonale bladeren genaamd cotylen. Het embryo is omringd door een voedselvoorraad in de vorm van endosperm, cotylen of allebei, en wordt ingekapseld door een beschermende zaadhuid om een zaadje te vormen. Planten worden doorgaans geclassificeerd als monocotyl of dicotyl, afhankelijk van het aantal cotylen in hun zaden. Monocotylzaden hebben doorgaans één grote cotyl genaamd scutellum. Tijdens de kieming absorbeert het scutellum enzymatisch vrijgegeven voedingsmiddelen uit het endosperm en transporteert het deze naar het ontwikkelende embryo. Dicotylzaden daarentegen hebben twee vlezige cotylen. Veel volwassen dicotylzaden hebben geen endosperm en slaan voedsel op in de cotylen. Maar sommige dicotylen hebben zaden met endosperm met nutriënten, zoals de meeste monocotylen. De embryonale as van zaden van monocotylen en dicotylen bestaat uit het pluimpje, radikel en hypocotyl. Al deze structuren dragen bij aan de kieming en vroege ontwikkeling van de zaailing of sporofyt. Tijdens de kieming scheurt de zaadhuid open en kan de radikel naar buiten, het eerste orgaan van de jonge sporofyt. In reactie op licht gaan de cotylen uit elkaar, strekt de hypocotyl zich en groeit de epicotyl, die de eerste ware bladeren vormt. Als de voedselvoorraad op is verwelken de cotylen. Uiteindelijk groeien de nieuwe bladeren en beginnen deze voedsel te maken door fotosynthese.

35.3:

Zaadstructuur en vroege ontwikkeling van de Sporofyten

Zaadstructuren zijn samengesteld uit een beschermende zaadvacht die een plantenembryo omgeeft en een voedselopslag voor het zich ontwikkelende embryo biedt. Het embryo bevat de precursorweefsels voor bladeren, stengel en wortels. Het endosperm en de zaadlobben – zaadblaadjes – fungeren als voedselreserves voor het groeiende embryo.

Het embryo bevat een dubbele set chromosomen, één set van elke ouder. Bij bevruchting van het haploïde ei door het haploïde sperma ontstaat de zygoot, die zich ontwikkelt tot het embryo.
Het endosperm is een kenmerk dat de meeste bloeiende planten gemeen hebben en het wordt aangemaakt tijdens het proces van dubbele bevruchting. Hier komen twee zaadcellen in elke zaadknop binnen. Een sperma bevrucht het ei; de andere bevrucht de centrale cel en produceert het endosperm. Coniferen en andere gymnospermen ondergaan geen dubbele bevruchting en hebben daarom geen echt endosperm.
De zaadstructuur van eenzaadlobbigen en tweezaadlobbigen, twee soorten bloeiende planten, verschilt van elkaar.

Eenzaadlobbigen, zoals maïs, have een enkele grote zaadlob, die het scutellum wordt genoemd en die direct met de vasculaire weefsels van het embryo is verbonden. Het endosperm fungeert als voedselreserve. Tijdens de ontkieming absorbeert het scutellum enzymatisch vrijgekomen voedselmaterialen en transporteert deze naar het zich ontwikkelende embryo.

Het eenzaadlobbige embryo is omgeven door twee beschermende omhulsels. De eerste, de coleoptiel, bedekt de jonge scheut. De tweede, de coleorhiza, omhult de jonge wortel. Beide structuren vergemakkelijken de penetratie van de bodem na ontkieming.

Dicotzaden kunnen endospermisch of niet-endospermisch zijn. Bij endospermische tweezaadlobbigen, zoals tomaten, zijn de voedselreserves aanwezig in het endosperm. Tijdens het ontkiemen nemen de zaadlobben het enzymatisch vrijgekomen voedingsmateriaal uit het endosperm op en transporteren het naar het groeiende embryo.

Suggested Reading

Moïse, Jaimie A., Shuyou Han, Loreta Gudynaitę-Savitch, Douglas A. Johnson, and Brian L. A. Miki. 2005. “Seed Coats: Structure, Development, Composition, and Biotechnology.” In Vitro Cellular & Developmental Biology – Plant 41 (5): 620–44. [Source]

Souza, Francisco H. Dübbern De, and Júlio Marcos-Filho. 2001. “The Seed Coat as a Modulator of Seed-Environment Relationships in Fabaceae.” Revista Brasileira De Botânica 24 (4): 365–75. [Source]