第六章 植物胚与胚乳的发育
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Egg
Polarity in single cells
Or2i.g2inOorfigcienllopfoclealrliptyolarity
Different
distribution of
mRNAs, proteins
Egg
and organelles
between two poles
在极性细胞两极分布 着mRNAs，蛋白质
What activities are happened in embryogenesis? 胚胎发生过程中的事件
•Polarity establishment 极性的建立（合子）
•Cell fate 细胞命运决定（合子
经过胚胎发育过程分化出了性质不同的 、处于特定位置的细胞群，并形成了特 定的器官原基和组织）
•PCD 细胞程序性死亡（基细胞
分裂产生的子细胞，除胚根原细胞之外 ，其它所有细胞均不参与胚的形成，而 是共同构成胚柄，将胚胎与珠孔端的母 体组织连在一起，并在心形胚后期开始 进入程序化死亡而退化）
•Regulation on gene expression基因表达调控
发育特异基因 （Developmental specific genes）
•Polarity establishment 极性的建立（合子）
（1）胚胎发育发生在一个具有高度极性化的环 境中。卵细胞具有极性，它的极性决定于顶端
（核仁）和基部（液泡）不同细胞器的分布
2.O1 rPioglainritoyf icneplllapnotlaanrdityplant cells
1. 受精 2. 孤雌生殖 3. 花粉粒 4. 愈伤组织
Egg
Ovule and embryo sac
胚胎发生： 从受精卵（合 子）发育成胚
的过程
双子叶植物拟南芥的胚胎发育过程
伸长期 合子经过 四 合子 第一次分 分 裂，产生 体 1个顶细 胚 胞(绿色)
和一个基 细胞(粉红
色)
16
早
心
成
细
期ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
形
WOX (WUSCHEL related homeobox)
（1）基-顶轴极性中 WOX2/WOX8,9 调控途径
WOX2和WOX8在合子中共表达； 在发生不对称分裂后，WOX2仅 在顶细胞中表达；而WOX8/9在
顶端胚柄细胞中表达；同时 WOX8的mRNA可以在胚柄下端
细胞中检测到
（2）外层细胞和内层细胞调控基因
NPA， LatB生长素 运输抑制剂
（2）基-顶轴的形成
16细胞期 8细胞期
合子不对称分裂后，分裂成基-顶细胞； 在3轮细胞分裂后（16细胞期），顶细胞形成原胚，基细胞形 成胚柄； 到了胚胎发生后期，最上端胚柄细胞—胚根原细胞参与RAM 的形成中，是QC和小柱细胞的原始细胞
What activities are happened in embryogenesis? 胚胎发生过程中的事件
Chapter 6 Embryogenesis and seed development
Chapter 8 Embryogenesis and seed development
8.1 Embryogenesis 胚胎发生 8.2 Endosperm development
胚乳发育
植物胚的不同来源途径
胚胎特异发育基因
1) Embryo-lethal mutations （胚胎致死性突变体）
外层细胞（表皮原）： 内层细胞（形成层和维管束原）：
AtML1和ACR4共同决定
MP和TMO7共同决定
不同作物中胚胎发生调控的保守性
在玉米中，ZmWUS1，ZmWOX2，ZmWOX5已经被鉴定出来；
在水稻中，WOX5同源基因OsQHB已经被鉴定出来； 它们均在胚胎发生中起着重要的调控作用
Organ specific genes in embryo
DHeovewlopambeonutatl sepmecbifircygoe?nes
Organ specific genes House keeping genes
How about embryo?
Organ specific genes
Embryo
胚胎模式形成和细胞分化
不同基因组成表达模式网络
在球形胚的晚期，胚根原细胞发生不 对称分裂，形成一个小的顶细胞和一 个较大的基细胞； 顶细胞继续垂周分裂形成两个小细胞， 组成QC； 基细胞继续分裂形成小柱干细胞
子叶在球形期晚期开始形成
What activities are happened in embryogenesis? 胚胎发生过程中的事件
•Polarity establishment 极性的建立（合子）
•Cell fate 细胞命运决定（合子
经过胚胎发育过程分化出了性质不同的 、处于特定位置的细胞群，并形成了特 定的器官原基和组织）
Ut，外层 It, 内层
顶细胞分裂到8细胞期，外层细胞特化为表皮原细胞，内 层细胞特化为形成层和维管束原细胞
和不同的细胞器
肌动蛋白微丝
Egg
The intrinsic asymmetry of cytoskeletal filaments
细胞骨架内在的不对称性 来定位生殖细胞
Kinesin: 动粒
微管
囊泡
Kinesin 动粒
褐藻黑角菜属海藻胚发育过程
褐藻黑角菜海藻胚发 育过程中的肌动蛋白
分布
EF为普通荧光显微 镜
•Polarity establishment 极性的建立（合子）
•Cell fate 细胞命运决定（合子
经过胚胎发育过程分化出了性质不同的 、处于特定位置的细胞群，并形成了特 定的器官原基和组织）
•PCD 细胞程序性死亡（基细胞
分裂产生的子细胞，除胚根原细胞之外 ，其它所有细胞均不参与胚的形成，而 是共同构成胚柄，将胚胎与珠孔端的母 体组织连在一起，并在心形胚后期开始 进入程序化死亡而退化）
熟
胞
心
胚
胚
球
形
形
胚
胚
1：顶细胞；2：基细胞；3：胚根原细胞，形成未来的 ROC和根冠中央区；RM：根尖生长点；SM：茎尖生长点
What activities are happened in embryogenesis? 胚胎发生过程中的事件
What activities are happened in embryogenesis? 胚胎发生过程中的事件
Polarity in single cells
Or2i.g2inOorfigcienllopfoclealrliptyolarity
Different
distribution of
mRNAs, proteins
Egg
and organelles
between two poles
在极性细胞两极分布 着mRNAs，蛋白质
What activities are happened in embryogenesis? 胚胎发生过程中的事件
•Polarity establishment 极性的建立（合子）
•Cell fate 细胞命运决定（合子
经过胚胎发育过程分化出了性质不同的 、处于特定位置的细胞群，并形成了特 定的器官原基和组织）
•PCD 细胞程序性死亡（基细胞
分裂产生的子细胞，除胚根原细胞之外 ，其它所有细胞均不参与胚的形成，而 是共同构成胚柄，将胚胎与珠孔端的母 体组织连在一起，并在心形胚后期开始 进入程序化死亡而退化）
•Regulation on gene expression基因表达调控
发育特异基因 （Developmental specific genes）
•Polarity establishment 极性的建立（合子）
（1）胚胎发育发生在一个具有高度极性化的环 境中。卵细胞具有极性，它的极性决定于顶端
（核仁）和基部（液泡）不同细胞器的分布
2.O1 rPioglainritoyf icneplllapnotlaanrdityplant cells
1. 受精 2. 孤雌生殖 3. 花粉粒 4. 愈伤组织
Egg
Ovule and embryo sac
胚胎发生： 从受精卵（合 子）发育成胚
的过程
双子叶植物拟南芥的胚胎发育过程
伸长期 合子经过 四 合子 第一次分 分 裂，产生 体 1个顶细 胚 胞(绿色)
和一个基 细胞(粉红
色)
16
早
心
成
细
期ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
形
WOX (WUSCHEL related homeobox)
（1）基-顶轴极性中 WOX2/WOX8,9 调控途径
WOX2和WOX8在合子中共表达； 在发生不对称分裂后，WOX2仅 在顶细胞中表达；而WOX8/9在
顶端胚柄细胞中表达；同时 WOX8的mRNA可以在胚柄下端
细胞中检测到
（2）外层细胞和内层细胞调控基因
NPA， LatB生长素 运输抑制剂
（2）基-顶轴的形成
16细胞期 8细胞期
合子不对称分裂后，分裂成基-顶细胞； 在3轮细胞分裂后（16细胞期），顶细胞形成原胚，基细胞形 成胚柄； 到了胚胎发生后期，最上端胚柄细胞—胚根原细胞参与RAM 的形成中，是QC和小柱细胞的原始细胞
What activities are happened in embryogenesis? 胚胎发生过程中的事件
Chapter 6 Embryogenesis and seed development
Chapter 8 Embryogenesis and seed development
8.1 Embryogenesis 胚胎发生 8.2 Endosperm development
胚乳发育
植物胚的不同来源途径
胚胎特异发育基因
1) Embryo-lethal mutations （胚胎致死性突变体）
外层细胞（表皮原）： 内层细胞（形成层和维管束原）：
AtML1和ACR4共同决定
MP和TMO7共同决定
不同作物中胚胎发生调控的保守性
在玉米中，ZmWUS1，ZmWOX2，ZmWOX5已经被鉴定出来；
在水稻中，WOX5同源基因OsQHB已经被鉴定出来； 它们均在胚胎发生中起着重要的调控作用
Organ specific genes in embryo
DHeovewlopambeonutatl sepmecbifircygoe?nes
Organ specific genes House keeping genes
How about embryo?
Organ specific genes
Embryo
胚胎模式形成和细胞分化
不同基因组成表达模式网络
在球形胚的晚期，胚根原细胞发生不 对称分裂，形成一个小的顶细胞和一 个较大的基细胞； 顶细胞继续垂周分裂形成两个小细胞， 组成QC； 基细胞继续分裂形成小柱干细胞
子叶在球形期晚期开始形成
What activities are happened in embryogenesis? 胚胎发生过程中的事件
•Polarity establishment 极性的建立（合子）
•Cell fate 细胞命运决定（合子
经过胚胎发育过程分化出了性质不同的 、处于特定位置的细胞群，并形成了特 定的器官原基和组织）
Ut，外层 It, 内层
顶细胞分裂到8细胞期，外层细胞特化为表皮原细胞，内 层细胞特化为形成层和维管束原细胞
和不同的细胞器
肌动蛋白微丝
Egg
The intrinsic asymmetry of cytoskeletal filaments
细胞骨架内在的不对称性 来定位生殖细胞
Kinesin: 动粒
微管
囊泡
Kinesin 动粒
褐藻黑角菜属海藻胚发育过程
褐藻黑角菜海藻胚发 育过程中的肌动蛋白
分布
EF为普通荧光显微 镜
•Polarity establishment 极性的建立（合子）
•Cell fate 细胞命运决定（合子
经过胚胎发育过程分化出了性质不同的 、处于特定位置的细胞群，并形成了特 定的器官原基和组织）
•PCD 细胞程序性死亡（基细胞
分裂产生的子细胞，除胚根原细胞之外 ，其它所有细胞均不参与胚的形成，而 是共同构成胚柄，将胚胎与珠孔端的母 体组织连在一起，并在心形胚后期开始 进入程序化死亡而退化）
熟
胞
心
胚
胚
球
形
形
胚
胚
1：顶细胞；2：基细胞；3：胚根原细胞，形成未来的 ROC和根冠中央区；RM：根尖生长点；SM：茎尖生长点
What activities are happened in embryogenesis? 胚胎发生过程中的事件
What activities are happened in embryogenesis? 胚胎发生过程中的事件