TUMBUHAN

Biologi g Perkembangan g (Tumbuhan Tumbuhan))

„

Reproduksi Seksual Angiospermae

Adi Rahmat 1. Jurusan Pendidikan Biologi, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, UPI 2. Program Studi Pendidikan IPA, Sekolah Pascasarjana, UPI

1

(embryo sac)

Biologi Reproduksi Angiospermae Megasporangium g p g Megasporogenesis Megagametogenesis

An overview

Sttruk ktur Bun nga

Struktur dan Perkembangan Anthera

lapisan tengah

tapetum

endotesium

epidermis

Perkembangan Dinding Anthera

Struktur Dinding Anthera „ „

„

„

Epidermis: pembelahan antiklinal; merupakan jaringan

protektif.

Endotesium: memanjang radial; dinding sel dari α-

selulosa dan bersifat higroskopik, membantu ketika anthera memecah. Lapisan Tengah: memipih dan rusak pada awal meiosis; sebagai tempat cadangan makanan yang dimobilisasi selama pematangan serbuk sari Tapetum: sel dengan sitoplasma padat dan intinya dominan; berperan dalam mentransfortasikan nutrisi ke sel--sel bakal serbuk sari; terlibat dalam sintesis enzim sel kalase yyang g penting p g bagi g pelepasan p p mikrospora p dari tetrad; bertanggung jawab pada sterilitas serbuk sari; membantu dalam pembentukan sporopollenin yang penting bagi pembentukan dinding serbuk sari; mensitesis pollenkitt (insect attractant) dan tryphine; mensintesis protein yang penting bagi kompatibilitas dengan stigma

Mikrosporogenesis

Bentuk--Bentuk Tetrad Bentuk

Berbag gai Benttuk Serb S buk Sarri

Struktur Dinding Serbuk Sari

Perkembangan Dinding Serbuk Sari

Morfologi g Serbuk Sari (Aperture) „

„ „

„

Weak area on pollen surface which is directly/indirectly associated with its germination May be simple or compound Simple aperture may be colpate (column) or porate (pore) Compound aperture may be colporate (compound colpi) or pororate (compound pores)

Number, Position, and Character of Aperture (NPC--System) (NPC

Cata: proximal; Ana:distal; Lept: leptoma (aperture like thin area)

Ovulum: Angiosperms

megasporangium i with ith it its protective coats, the integuments

Number of integumen:

Megasporogenesis dan Gametogenesis

1. Unitegmic ovule 2. Bitegmic ovule

C ass a o based Classification bas d on o the position pos o of o micropyle with respect to funiculus

Five main types of ovule

Relationship p among g the five types yp of ovulum

A. O A Ovule l arises i as a smallll mound d off h homogenous titissue on th the placenta l t B. Integumen arise close to the base of this tissue which forms the nucellus C - D. C. D With the differentiation of integuments integuments, the ovule begins to curve E. The final shape of ovule is assumed by the megaspore tetrad stage.

Stages in ovule development

1. Nucellus reprecent the wall of megasporangium 1 2. Archesporium (megaspore mother cell) differentiates immediately below the nucellar epidermis 3. Depend on the thickening of nucellus, ovule classified into tenuinucellate, crassinucellate, and pseudo-crassinucellate. Tenuinucellate ovule

Nucellus

Crassinucellate ovule

Pseudo-crassinucellate ovule

Nucellus

Megasporogenesis and Gametogenesis

KANTUNG EMBRIO

Stage of Megasporogenesis

The development of embryo sac begin with elongation of the functional megaspora, which could be the calazal end or micropylar end of the tetrad (usually the calazal one) y The elongation is largely in the micropylecalazal axis y The Megaspore is initially has no vacuole, the large vacuole appear later as a result of small vacuoles fusion y First nuclear division in the functional megaspore iis oriented i t d along l th the axis i off the th cell. y

Embryo sac (Development)

Micropylar end

Embryo sac (Development)

The two daughter nuclei are pushed toward opposite poles (fig. A) y Both nuclei divide twice forming four nuclei at each pole (fig (fig. B B, C) y While the cell (megaspore) undergoing appreciable elongation, assuming a sac like appearance, the three nuclei at the micropylar end organize into egg apparatus and one nuclei is left free in the cytoplasm as the upper polar nucleus. At the same time, three nuclei of the calazal pole form three antipodal cells and the fourth one function as the lower p polar nucleus ((fig. g D,, E)) y The upper and the lower polar nucleus come to lie close each other (fig. E) y

Embryo sac (Development)

Synergid 1 Karakteristik 1. K kt i tik Dua sel yang berdampingan dengan sel telur; dindingnya tidak sempurna; memiliki aparatus filiform (a mass of finger-like finger like projection of the wall into cytoplasm; sitoplasmanya terpolarisasi (letak vakuola lebih kearah kalaza) 2 Fungsi 2. directing of pollen tube growth; forms a seat for pollen tube discharge in the embryo sac; absorption and transportation of materials from nucellus into embryo sac

Mature Embryo Sac

Sel Telur 1 Memiliki struktur 1. st kt dinding sel yang ang relatif elatif sama dengan synergid dan central cell (polar cell) 2. Dinding di daerah mikropil lebih tebal dib di k dibandingkan d daerah h kalaza k l 3. Dalam perkembangannya, sel mengalami polarisasi sebagai akibat terjadinya agregasi elemen-elemen sitoplasma pada ujung kalaza 4. Vakuola menempati ujung mikropil (kebalikan dari sinergid) g ) 5. Sitoplasmanya kaya dengan ribosom

Mature Embryo Sac

Antipodal cells 1. Karakternya sangat bervariasi 2. Biasanya mengalami degenerasi sebelum atau segera setelah fertilisasi j terjadi 3. Pada beberapa species tumbuhan bersifat p persistent (ada ( hubungannya g y dengan nutritive role bagi kantung embrio) 4. In many plant show a haustorial behaviour

Mature Embryo Sac

Central cells/Polar cells 1. The largest cell of the embryo sac 2 Mother cell of the endosperm 2. 3. The nuclei (polar nuclei) are very large 4. The nuclei fuse before or during double fertilization

Mature Embryo Sac

Tipe Kantung Embrio D Dibedakan n berdasarrkan banyyaknya me egaspora yyang tterlibat dallam megagametoge enesis/pem mbentukan n kkantung em mbrio

Monosporic The embryo sac is derived from only one magaspore 1. Polygonum type: the embryo sac is formed by chalazal megaspore with three time mitosis 2 Oenothera type: the embryo sac is 2. formed bay micropylar megaspore with two time mitosis

Tipe Kantung Embrio

Bisporic - The embryo sac is derived from two magaspore - Pembelahan meiosis pertama berlangsung sempurna tetapi hanya salah satu sel anak sempurna, yang melakukan meiosis kedua. Satu sel lainnya degenerasi. - Kedua megaspore melakukan pembelahan mitosis dua kali membentuk kantung embrio dengan g 8 inti 1. Alium type: the embryo sac is derived from chalazal dyad cell 2 Endymion type: the embryo sac is derived 2. from micropylar dyad cell

Tipe Kantung Embrio

Tetrasporic - The embryo sac is derived from four magaspore - Terjadi karena pembelahan meiosis I dan II tidak diikuti dengan g pembentukan dinding p g sel,, shg inti sel hasil meiosis berada dalam satu sel (coenomegaspore) - Keempat inti dalam coenomegaspore terlibat dalam pembentuka kantung embrio - Nuclear behaviour is quite variable (see slide 18) depend on the arrangement of the four 18), nuclei (1+1+1+1 in Paperomia, Penaea, and Plumbago type; 1+3 in Drusa, Fritilaria, Plumbagella type; 2+2 in Adoxa type)

Tipe Kantung Embrio

Polinasi Fertilisasi Sexual Incompatibilitas

P li Polinasi i pada d Angiospermae A i Proses pemindahan serbuk sari dari antera ke kepala putik

Pecahnya antera, dipengaruhi oleh suhu dan kelembaban

A

Transfer Polen 1. Self Pollination/ autogami, pada bunga biseksual, 2. Cross Pollination , pada bunga uniseksual

Self Pollination dihambat oleh antara lain: 1. Self sterility 2 Heterostily 2.

Perantara 1 Anemofili 1. 2. Hydrofili 3. Entomofili 4. Ornitofili 5. Cheiropterofili

Fertilisasi Permukaan stigma g Adhesi Hidrasi, stigma menyediakan air Stigma : Basah : exudat (lipid, gula, asama amino, protein dan fenol) Kering Berkutikula (polen menghasilkan enzim)

Polen berkecambah dipermukaan stigma terus menembus lapisan selulosa dan kti pektin Stilus Padat : tabung membuat jalan melalui dinding g dan banyak y p pektin Berongga : tabung merayap dipermukaan stilus Ovarium Dib t oleh Dibantu l h sekresi k id darii ovulum l

Cara masuk tabung polen ke dalam ovulum

Fertilisasi

Fertilisasi Ganda Inti sperma + inti sel telur

Zigot ( 2n )

Inti sperma + inti polar

Endosperm (3n)

Prosesnya Kontak membran Titik kontak : membran larut, sperma masuk Inti Sperma dibawa oleh aliran sitoplasma menuju inti sel telur dan inti polar Fusi Inti