Blütenbiologie und Eizellen- und Samenontogenese von Nymphaea thermarum, einer vom Aussterben bedrohten Seerose mit Potenzial als Modellsystem für basale Angiospermen
Nymphaea thermarum ist ein Mitglied der Nymphaeales, einer der ältesten Linien von Blütenpflanzen. Diese Art wurde erst kürzlich beschrieben und dann in freier Wildbahn für ausgestorben erklärt, so dass wenig über ihre Fortpflanzungsbiologie bekannt ist. Im Allgemeinen ist die vollständige Ontogenese von Samenanlagen und Samen unter den Arten nicht gut dokumentiert Nymphaea und wurde nie in der Untergattung Brachyceras, der Klade, untersucht N. thermarum gehört. Frühe männliche und weibliche Funktionen weisen darauf hin N. thermarum ist für Selbstbestäubung prädisponiert, ein Phänomen, das sich wahrscheinlich mehrfach innerhalb entwickelt hat Nymphaea. Während die Bildung unterschiedlicher Mikropylar- und Chalazal-Entwicklungsdomänen im Endosperm zusammen mit einem reichlichen Perisperm die Samen der meisten Mitglieder der Nymphaeales charakterisieren, variieren die Samenontogenese zwischen und zwischen den konstituierenden Familien. Blumenbiologie, lebensgeschichtliche Merkmale und kleine Genomgröße machen N. thermarum einzigartig vielversprechend als früh-divergierendes Angiospermen-Modellsystem für genetische und molekulare Studien.
Bei blühenden Pflanzen beruht die Befruchtung auf der Abgabe der Samenzellen, die vom Pollenschlauch zur Eizelle transportiert werden. Während des Spitzenwachstums des Pollenschlauchs ist ein ordnungsgemäßer Zusammenbau der Zellwandpolymere erforderlich, um die mechanischen Eigenschaften der Zellwand aufrechtzuerhalten. Xyloglucan (XyG) ist ein Zellwandpolymer, das dafür bekannt ist, die Wandintegrität aufrechtzuerhalten und somit die Zellexpansion zu ermöglichen. In den meisten Angiospermen ist das XyG somatischer Zellen fucosyliert, außer in der Asteridengruppe (einschließlich der Nachtschattengewächse), wo die Fucosylreste durch Arabinose ersetzt sind, vermutlich aufgrund einer adaptiven und/oder selektiven Diversifikation. Allerdings hat sich kürzlich gezeigt, dass XyG von nicotiana alata Pollenschläuche sind meist fucosyliert. Das Ziel dieser Arbeit war es festzustellen, ob solche strukturellen Unterschiede zwischen somatischen und gametophytischen Zellen ein gemeinsames Merkmal von sind Nicotiana und Solanum (genauer Tomaten) Gattungen. Die Ergebnisse zeigen, dass der männliche Gametophyt (Pollenschlauch) und der Sporophyt strukturell unterschiedliche XyG aufweisen. Dies legt nahe, dass fucosyliertes XyG eine wichtige Rolle beim Spitzenwachstum von Pollenschläuchen spielen kann und dass sie einen spezifischen Satz funktioneller XyG-Fucosyltransferasen aufweisen müssen, die noch charakterisiert werden müssen.
