การสืบพันธุ์และการเจริญเติบโตของพืช

ตั้งแต่การกำหนดรูปแบบของดอกไม้ไปจนถึงการเจริญเติบโตเต็มที่ของเมล็ด การสืบพันธุ์และการเจริญเติบโตของพืชแสดงให้เห็นว่าพืชสร้างร่างกายใหม่และส่งต่อชีวิตไปยังรุ่นต่อไปได้อย่างไรผ่านการสลับช่วงชีวิต (alternation of generations)

Definition

การสืบพันธุ์และการเจริญเติบโตของพืชคือการศึกษาว่าพืชผลิตลูกหลานได้อย่างไร และร่างกายของพืชถูกสร้างและกำหนดรูปแบบอย่างไร ตั้งแต่เซลล์สืบพันธุ์ไปจนถึงสิ่งมีชีวิตที่เจริญเต็มที่ รวมถึงการสลับช่วงชีวิตระหว่างระยะแฮพลอยด์และดิพลอยด์

Scope

ขอบเขตนี้ครอบคลุมการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและไม่อาศัยเพศในพืช การควบคุมทางพันธุกรรมของการสร้างดอก การปฏิสนธิและการพัฒนาของเอ็มบริโอและเมล็ด และการเจริญเติบโตโดยอาศัยเนื้อเยื่อเจริญ (meristem) ที่สร้างและขยายส่วนต่างๆ ของพืชอย่างต่อเนื่อง

Sub-topics

• Flower Development and the ABC Model
• Plant Embryogenesis and Seed Development
• Plant Meristems and Growth

Core questions

• เอกลักษณ์ของอวัยวะดอกไม้ถูกกำหนดอย่างไรในระหว่างการพัฒนาของดอกไม้?
• การปฏิสนธิและการเกิดเอ็มบริโอทำให้เกิดเมล็ดได้อย่างไร?
• เนื้อเยื่อเจริญสร้างและกำหนดรูปแบบของส่วนต่างๆ ของพืชที่กำลังเติบโตได้อย่างไร?

Key theories

แบบจำลอง ABC ของเอกลักษณ์อวัยวะดอกไม้

การทำงานร่วมกันของยีนโฮมีโอติกสามกลุ่มกำหนดชนิดของอวัยวะดอกไม้สี่ชนิดในวงกลมซ้อนกัน ซึ่งเป็นกรอบแนวคิดที่ได้มาจากมิวแทนต์ใน Arabidopsis และ Antirrhinum

การสลับช่วงชีวิต

วงจรชีวิตของพืชสลับระหว่างสปอโรไฟต์ (sporophyte) แบบดิพลอยด์และแกมีโตไฟต์ (gametophyte) แบบแฮพลอยด์ โดยความเด่นสัมพัทธ์ของแต่ละช่วงชีวิตจะแตกต่างกันไปในสายวิวัฒนาการหลักของพืช

Clinical relevance

การสืบพันธุ์และการเจริญเติบโตเป็นรากฐานของการเกษตร: การควบคุมการออกดอก การผสมเกสร การติดผล และคุณภาพของเมล็ดเป็นตัวกำหนดผลผลิตพืชผล ในขณะที่พันธุศาสตร์การเจริญเติบโตช่วยให้เกิดการปรับปรุงพันธุ์ลูกผสม การวิจัยอะโพมิกซิส (apomixis) และการปรับปรุงโครงสร้างพืช

History

ฮอฟไมสเตอร์ (Hofmeister) ได้ตระหนักถึงการสลับช่วงชีวิตในกลุ่มพืชต่างๆ ในศตวรรษที่สิบเก้า; หนึ่งศตวรรษต่อมา การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมของมิวแทนต์ดอกไม้โดยโคเอน (Coen), เมเยอร์โรวิตซ์ (Meyerowitz) และเพื่อนร่วมงาน ได้เปิดการศึกษาการพัฒนาของพืชในระดับโมเลกุล

Key figures

• Elliot Meyerowitz
• Enrico Coen
• Wilhelm Hofmeister

Seminal works

• coen1991
• raven2013

Frequently asked questions

การสลับช่วงชีวิตคืออะไร?

พืชมีวงจรชีวิตสลับระหว่างสปอโรไฟต์แบบดิพลอยด์หลายเซลล์ ซึ่งผลิตสปอร์ และแกมีโตไฟต์แบบแฮพลอยด์หลายเซลล์ ซึ่งผลิตเซลล์สืบพันธุ์; การปฏิสนธิจะฟื้นฟูสปอโรไฟต์ ทำให้เกิดการสลับช่วงชีวิตทั้งสอง

แบบจำลอง ABC ของการพัฒนาของดอกไม้คืออะไร?

แบบจำลอง ABC อธิบายว่ายีนสามกลุ่มที่ทับซ้อนกันทำงานร่วมกันอย่างไรในวงกลมดอกไม้เพื่อกำหนดกลีบเลี้ยง กลีบดอก เกสรเพศผู้ และเกสรเพศเมีย ซึ่งอธิบายการเปลี่ยนแปลงแบบโฮมีโอติกที่พบในมิวแทนต์ดอกไม้