sinapis alba embryo (aus nucellus entstanden) merkmale eines samens 1. junge pflanze (= embryo), die...
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Sinapis alba
Embryo
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(aus Nucellus entstanden)
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Merkmale eines Samens
1. Junge Pflanze (= Embryo), die2. meistens ein Nährgewebe bei sich hat,3. von einer Samenschale umgeben istund sich4. im vorübergehenden Ruhezustand befindet.
(3 morphologische und 1 physiologisches Merkmal)
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Merkmale einer Knospe
1. End- oder achselständige Sproßabschnitte (= Blatt- oder Blütentrieb), die2. meist gestaucht und3. meist von Schuppenblättern umhüllt sindund sich4. im vorübergehenden Ruhezustand befinden.
(3 morphologische und 1 physiologisches Merkmal)
Beispiel für Knospe: Turionen von Spirodela polyrhiza
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Ursachen der Samenruhe (Dormanz)
1. Samenschalen-Dormanz- mechanisches Hindernis für Quellung- Behinderung des Gasaustausches
(Zufuhr von Sauerstoff für Atmung)
- Retention von Inhibitoren(ABA, Zimtsäurederivate, Cumarine)
- Erzeugung von Inhibitoren
2. Embryo-Dormanz- morphologische Unreife- Endogene Inhibitoren (ABA)- Verhältnis ABA/ GAx
3. Sekundäre DormanzMechanismus weitgehend unbekannt
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Aufhebung der Samenruhe (Dormanz)
1. Nachreife (after-ripening)Reduktion des Wassergehaltes durch Trocknung
2. Kältebehandlung (chilling)Viele Samen brauchen 0 – 10oC in vollhydratisiertem Zustand für einige Wochen.
3. Lichtbehandlung (Photodormancy)Oft zusätzlich zur Nachreife oderKältebehandlung, sehr unterschiedlich- ein Lichtpuls: Lactuca sativa- mehrfache Lichtpulse: Kalanchoe- spezifische Lichtperiode
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Samenbildung und Samenkeimung
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Viviparie bei Samenpflanzen
Umgehung der Samenruhe, Embryo entwickelt sich
direkt auf der Mutterpflanze.
Experiment: Unreife Samen sind oft keimfähig, wenn sie
von der Mutterpflanze isoliert werden.
Schlussfolgerung: Der Embryo ist bereits vor der
Reifungsphase in der Lage sich zum Keimling zu
entwickeln, wird aber von der Mutterpflanze daran gehindert.
Siehe Abbildung
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Viviparie bei Mais
Besonders ABA-Mutanten haben bei der Analyse geholfen:
vp5, vp7 gestörte ABA-Biosynthese
vp1 Defekte in der ABA-Rezeption
Zwei verschiedene ABA-Effekte:
1. Hemmung der Keimung durch ABA
2. Induzierung der Samendormanz durch ABA
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Sonnenblume
IsolierteEmbryonen
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Dominierende Rolle von ABA bei der Dormanz
1. ReisTos17-Transposon-Mutanten sind defekt imZeaxanthinepoxidase-Gen (Biosynthese von ABA)Viviparie (ähnlich bei Cerealien)
2. TabakÜberexpression von Zeaxanthinepoxidase erhöht Dormanz,Antisense-Expression erniedrigt Dormanz.
3. Helianthus annuusInhibitoren der ABA-Biosynthese (zB Norfluorazon) stimulierenKeimung.
Schlussfolgerung: Aufrechterhaltung der Dormanz ist ein aktiver Prozess, der Biosynthese von ABA erfordert.
4. Arabidopsis thalianaABA insensitive (abi)Enhanced response to ABA (era)
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Ethylen
Die Wirkung von Ethylen(triple response)
Constitutive triple response (ctr)
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Ethylen
1. Constitutive triple (ctr1) ist ein „enhancer“ der ABA-insensitiven Mutante abi1-1
ctr1 zeigt Wirkung von Ethylen in dessen Abwesenheit (= konstitutiv).
ctr1 unterdrückt folglich ABA-Wirkung und verstärkt damit den
Phänotyp von abi1-1.
2. Ethylen insensitiv (ein2) ist ein Supressor der ABA-insensitiven Mutante abi1-1
abi1-1 ist (relativ) unempfindlich gegen die Keimungs-
hemmung von ABA, d.h die Mutante keimt in Anwesenheit von ABA.
ein2 ist unempfindlich gegen Ethylen und kann deshalb
seinen hemmenden Effekt auf die ABA-Hemmung nicht
entfalten. Damit fördert die ein2-Mutation die
Keimungshemmung und stellt einen Supressor von abi1 dar.
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Aufbau einer Caryopse
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Karyopsenkeimung
1. Quellung
2. Anstieg von Gibberellinsäure (GAx) im Embryo durch
Freisetzung und Neusynthese
3. Induktion von alpha-Amylase, Proteasen und anderen Hydrolasen
in der Aleuronschicht durch GAx aus Embryo.
4. Sekretion der Enzyme aus der Aleuronschicht in Endosperm
5. Aktivierung von beta-Amylase im Endosperm (Freisetzung durch
Proteasen)
6. Freisetzung von Hormonen (besonders Auxin) im Endosperm
7. Übertragung der Hormone zum Embryo
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Samenkeimung
= Übergang von der Dormanz (Samenruhe) in den aktiven Zustand
1. Quellungsphase
= reversible Wasseraufnahme und Quellung
2. Atmungsphase
= Aktivierung vorhandener Enzyme
3. Wachstumsphase
= Streckung, Teilung
4. Operationales Kriterium
= Durchbruch der Radikula durch Testa
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Gibberellinsäure
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Gibberellinsäure
Kritischer Punkt: Mechanischer Widerstand des Endosperms