Microspores - Microspore

Photo microscopique de spores (en rouge) de Selaginella . Les trois grandes spores du haut sont des mégaspores, tandis que les nombreuses petites spores rouges du bas sont des microspores.

Les microspores sont des spores de plantes terrestres qui se développent en gamétophytes mâles , tandis que les mégaspores se développent en gamétophytes femelles. Le gamétophyte mâle donne naissance à des spermatozoïdes, qui sont utilisés pour la fécondation d'un ovule pour former un zygote . Les mégaspores sont des structures qui font partie de l' alternance des générations dans de nombreux cryptogames vasculaires sans pépins , tous les gymnospermes et tous les angiospermes . Des plantes avec des cycles de vie hétérosporés utilisant des microspores et des mégaspores sont apparues indépendamment dans plusieurs groupes de plantes au cours de la période dévonienne . Les microspores sont haploïdes et sont produites à partir de microsporocytes diploïdes par méiose .

Morphologie

La microspore a trois types différents de couches de paroi. La couche externe est appelée périspore , la suivante est l' exospore et la couche interne est l' endospore . Le périspore est la plus épaisse des trois couches, tandis que l'exospore et l'endospore ont une largeur relativement égale.

Plantes vasculaires sans pépins

Dans les plantes vasculaires hétérosporées sans pépins, les feuilles modifiées appelées microsporophylles portent des microsporanges contenant de nombreux microsporocytes qui subissent une méiose , chacun produisant quatre microspores. Chaque microspore peut se développer en un gamétophyte mâle constitué d'une anthéridie quelque peu sphérique à l'intérieur de la paroi de la microspore. 128 ou 256 spermatozoïdes avec flagelles sont produits dans chaque anthéridium. Les seules fougères hétérosporées sont aquatiques ou semi-aquatiques, y compris les genres Marsilea , Regnellidium , Pilularia , Salvinia et Azolla . L'hétérosporie est également présente chez les lycopodes du genre Selaginella et du genre Isoëtes .

Types de plantes vasculaires sans pépins :

Gymnospermes

Dans les plantes à graines, les microspores se transforment en grains de pollen contenant chacun un gamétophyte mâle multicellulaire réduit. Les mégaspores, à leur tour, se transforment en gamétophytes femelles réduits qui produisent des ovules qui, une fois fécondés, se transforment en graines. Les cônes de pollen ou les microstrobiles se développent généralement vers les extrémités des branches inférieures en grappes jusqu'à 50 ou plus. Les microsporanges des gymnospermes se développent par paires vers la base des écailles, qui sont donc appelées microsporophylles . Chacun des microsporocytes des microsporanges subit une méiose, produisant quatre microspores haploïdes. Ceux-ci se développent en grains de pollen, chacun constitué de quatre cellules et, chez les conifères, d'une paire de sacs aériens externes. Les sacs aériens donnent aux grains de pollen une flottabilité supplémentaire qui aide à la dispersion par le vent.

Types de Gymnospermes :

Angiospermes

Au fur et à mesure que l' anthère d'une plante à fleurs se développe, quatre plaques de tissu se différencient de la masse principale de cellules. Ces plaques de tissu contiennent de nombreuses cellules de microsporocytes diploïdes, dont chacune subit une méiose produisant un quatuor de microspores. Quatre chambres (sacs polliniques) tapissées de cellules tapétales nutritives sont visibles au moment où les microspores sont produites. Après la méiose, les microspores haploïdes subissent plusieurs modifications :

  1. La microspore se divise par mitose en produisant deux cellules. La première des cellules (la cellule générative) est petite et se forme à l'intérieur de la deuxième cellule plus grande (la cellule tubulaire).
  2. Les membres de chaque partie des microspores se séparent les uns des autres.
  3. Une paroi à double couche se développe alors autour de chaque microspore.

Ces étapes se succèdent et une fois terminées, les microspores sont devenues des grains de pollen.

Embryogenèse

Bien que ce ne soit pas la voie habituelle d'une microspore, ce processus est le moyen le plus efficace de produire des plantes haploïdes et doubles haploïdes grâce à l'utilisation d'hormones sexuelles mâles. Sous certains facteurs de stress tels que la chaleur ou la famine, les plantes sélectionnent pour l'embryogenèse des microspores. Il a été constaté que plus de 250 espèces différentes d'angiospermes réagissaient de cette façon. Dans l' anthère , après qu'une microspore subit une microsporogenèse , elle peut dévier vers l'embryogenèse et devenir des microspores étoilées. La microspore peut alors suivre l'une des quatre voies suivantes : devenir une microspore embryogène, subir une callogenèse en organogenèse (plante haploïde/double haploïde), devenir une structure semblable à du pollen ou mourir.

L'embryogenèse des microspores est utilisée en biotechnologie pour produire des plantes doubles haploïdes, qui sont immédiatement fixées comme homozygotes pour chaque locus en une seule génération. La microspore haploïde est sollicitée pour déclencher la voie de l'embryogenèse et l'embryon haploïde résultant double son génome soit spontanément, soit à l'aide d'agents de doublement des chromosomes. Sans cette double technologie haploïde, les méthodes de sélection conventionnelles nécessiteraient plusieurs générations de sélection pour produire une lignée homozygote.

Voir également

Les références

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