Structural changes during the initiation of pollen embryogenesis in barley

Abstract

Die Pollenembryogenese ist ein Werkzeug pflanzlicher Biotechnologie und Züchtung sowie ein Modell für die Forschung zu Zellproliferation und Embryogeneseinitiation. Um initiale Mechanismen der Pollenembryogenese bei Gerste zu untersuchen, wurde konfokale Laser Scanning Mikroskopie anhand lebender Zellen etabliert und mit Elektronenmikroskopie kombiniert. Während die Pollenmitose I (PM I) der regulären Pollenentwicklung asymmetrisch ist, erfolgt embryogene Entwicklung vorrangig nach symmetrischer PM I. Ausbleibende Stärkeakkumulation wurde als früher Indikator für embryogene Pollenentwicklung etabliert. Die große Zentralvakule des Pollens wird während der Pollenembryogenese zunehmend in kleinere Vakuolen aufgeteilt, wobei sie sich bei der gametophytischen Entwicklung zunächst verkleinert und schließlich ganz verschwindet. Zudem weisen embryogene Pollen im Vergleich zur regulären Pollenentwicklung eine geringere Abundanz an Ribosomen, rauhem endoplasmatischem Retikulum, Organellen und Dictyosomen auf. Es wurde belegt, dass die Genomverdoppelung während der Pollenembryogenese auf der Fusion von Zellkernen beruht.