Post on 11-Oct-2019
1. 피자식물의 일생
발아
생장
개화와 결실
종자
(씨앗 )
발아
생장
개화와 결실
종자
(씨앗 )
종자
영양생장
생식생장
종자
발아
체세포분열, 생장, 기관분화
기본영양생장성감온성감광성(장일/단일)
화아분화
생식세포분열, 생식세포형성
개화/수분/수정/결실
장일식물(장일에 감응) : 일장이 길 때 감응 개화 →봄, 초여름 개화 식물
보리, 밀, 호밀, 유채, 완두, 해바라기 등
단일식물(단일에 감응) : 일장이 짧을 때 감응 개화 →여름, 초가을 개화 식물
벼, 콩, 옥수수, 조, 기장, 담배, 호박, 국화, cosmos 등
흡수 --> embryo의 GA활성화 -->호분층으로 diffuse -->호분층에있는 α-amylose, protease, lipase 등생성 --> 배유의 β-amylose도protease에의해활성화 --> 저장물질의분해 --> embryo로이동--> 세포분열시작 --> embryo의 생장 --> germination
Mitosis
식물 생식의 종류
가. 꽃의 분류
① 꽃의 모양에 따라
- 완비화 (complete flower) : 꽃받침 + 꽃잎 + 암술 + 수술 모두 구비
: 목화, 아마, 담배, 감자, 콩, 클로버, alfalfa 등
- 불완비화 (incomplete flower) : 그 중 일부가 결여된 것.
: 화본과(Graminae) -- 벼, 밀, 보리, 옥수수, 수수, 귀리 등 : 꽃받침과 꽃잎 결여
② 꽃의 기능상
- 완전화(양전화; perfect flower) --- hermaphrodite flower : 암술과 수술이 한 꽃에
- 불완전화(imperfect flower) --- unisexual flower : 둘 중 하나만 한 꽃에
자웅동주(monoecious) plant -- 옥수수, 호박, 수박, 율무, 아주까리 등
자웅이주(dioecious) plant (성분화)--시금치, hop, 대마, asparagus, yam, papaya 등
웅성식물 staminate(androecious) plant
자성식물 pistillate(gynoecious) "
나. 식물생식의 종류
생식(reproduction) : 자손을 만드는 것. 종족 보존 및 번식(propagation)이 목적
유성생식(sexual reproduction): ♀,♂ 배우자의 결합을 통한 생식
--- 생식세포분열(재조합 기회 제공)을 통하여 후대에 변이 발생
→후손의 적응력 증대
무성생식(asexual reproduction): 무성영양기관 (asexual propagules)을 통한 생식
--- 자신과 동일한 genotype을 생산 ---> 돌연변이가 없으면 동일 유전질의 영속
2. 배우자 형성, 수분, 수정(유성생식)과 결실
자기복제
감수분열1
감수분열2(
동형분열;
체세포분열)
화분모세포(수술)
pollen mother cell
배낭모세포(배낭)
embryosac mother cell
4포자 (tetrad)
염색체수: 2n n
가. 생식세포 분열 (meiosis)
감수분열시 상동염색체 대합(pairing)과 crossover
meiosis
나. 배우자 형성
배낭
영양핵 생식핵
화분
성숙 1차분열 2차분열
2핵성화분 3핵성화분소포자(가지,담배,토마토,백합 등)
(벼,밀,옥수수,무우,배추,유채,국화 등)
4개중1개만발육
1차분열
2차분열
3차분열
대포자
성숙
nn n
n n
nn n 반족세포
극핵
조세포
난세포
vegetative N. generative N.
microspore
megaspore
antipodal cellpolar nucleisynergidegg cell
dinucleipollen
trinucleipollen
발아공germination
pore
중복수정 및 종자형성
중복수정 (double fertilization) --- 피자식물의 수정방식: 배낭내의 난핵과 극핵이 화분내의 2개의 웅핵과 동시에 수정하는 것
중복수정 결과난세포(egg cell) + 웅핵(sperm nuclei) -→ 2 ⓝ ------→배(embryo)
ⓝ ⓝ mitosis(보리-- 수정후 14시간정도 경과 1차분열)
극핵(polar nuclei) + " ---> 3 ⓝ -------------->배유(endosperm)2 ⓝ 3배체 mitosis
(보리-- 수정후 5시간정도 경과 1차분열) Ovary wall(자방벽) →과피 (Pericarp; fruit coat ) : 모체(당대)의 유전적 특성 보유Integument(주피) →종피(seed coat)
* AAbb x aaBB 를 교배한 당대 종자의 부위별 유전특성은?
배 : Ab + aB → AaBb * aaBB x AAbb 일 경우에는?배유: AAbb + aB → AAaBbb 배:
과피: AAbb 배유:종피: AAbb 과피:
종피:
* 쌍떡잎식물 종자 중에서고 유배유 종자 있음.: 아주까리, tomato, clover 등
강낭콩 종자
(쌍떡잎 )
옥수수 종자
(외떡잎 )
어린줄기
어린뿌리
떡잎
(양분저장 )
종자껍질
배유
(양분저장 )
호분층
어린뿌리
종자껍질
강낭콩 종자
(쌍떡잎 )
옥수수 종자
(외떡잎 )
어린줄기plumule
어린뿌리
떡잎
(양분저장 )
종자껍질
어린잎(cotyledon;초엽)(coleoptile; 엽초)
배유 (endosperm)
(양분저장 )
호분층
어린뿌리 (radicle)
종자껍질
Aleurone layer
Seed coat + pericarp
Hypocotyl(root axis)
cotyledon
제(hilum)
근초 (coleorhiza)
5. 자식(自殖)성작물과 타식(他殖)성작물(1) 자가수정 (autogamy; self-fertilization; inbreeding) :
: 완전화(개화수정, 폐화수정), 자웅동숙
a. 자식 보장장치: 화기구조나 화분 비산 시기가 자식을 유도,hermaphrodite
- 화기가 열리지 않고 : 심한 경우 폐화수정(cleistogamy)cf) chasmogamy(개화수정)
‘ 화본과의 경우 엽초(sheath) 내에 이삭이 싸여 수분 수정예) California oatgrass (Danthonia californica),
"Gamadi" rice' 화본과의 경우 영화가 열리지 않고 수분 수정
예) annual fescues, rice의 a mutant- 꽃이 열개한 후에도 주두나 약이 꽃잎에 의해 감추어져 있고- 주두는 약이 터지기전에 길어져서 자가수분 쉽게- 화분립은 꽃이 열개하기 전에 (lettuce, soybean 등),
또는 개화와 동시에 비산 (tomato, rice, wheat 등)** 이러한 자식 보장장치는 유전적, 환경적 원인에 의해서 다소 변화.
b. 자가수정을 하는 작물을 자식성 작물 (autogamous or self-pollinated/-fertilizedcrops)
: 편의상 타화수정율이 4% 이하인 작물
(2) 타가수정(allogamy; cross-fertilization; outbreeding)
a. 타식 보장장치 : 자가수분이 어려운 상태- 배우자의 공간적 격리
monoecious crop : 옥수수, 딸기, 호두, 호박, 오이, cassava 등dioecious " : 대마, 시금치, hop, asparagus, yam, papaya 등
- 자웅 배우자의 성숙기간이 다름(dichogamy)protandry(웅예선숙) : 양파, 사탕무우, 도라지, 복숭아, 조롱박, coconut,
carrot, beets, raspberry(나무딸기) 등protogyny(자예선숙) : avocado 등
- 자가불화합성 (self-incompatability): 십자화과, 호밀, 해바라기, 피만,서양유채 등
- 웅성불임성 (male sterility)- 장벽수정(hercogamy): 붓꽃과(Iridaceae)
b. 타가수정을 하는 작물을 타식성작물(allogamous; cross-pollinated/-fertilizedcrops)
: 위 이외에도 ryegrass, orchard grass, meadow fescue, tall fescue, timothy,alfalfa, sweet clover, red clover, white clover 등
(3) 자식과 타식의 중간형 (partly allogamy): 수수, 목화, 해바라기, 피만, 서양유채 등
Characteristics Self-fertilized Cross-fertilized
Natural population
Single plants from
natural population
Individual plants from
natural population
2n genotype
Genotype of haploid gametes
Inbreeding depression
Self-incompatibility
Homogeneous
Homogeneous &
homozygous
Homozygous
Homozygous
All the same
None
None
Heterogeneous
Heterogeneous &
heterozygous
Heterozygous
Heterozygous
All different
Expected
Common
Impact of self- and cross-fertilization on plant characteristics
• General definitionSelf-pollination(autogamy): pollination within the same flower
or between flowers on the same plantCross-pollination(allogamy): pollination between flowers of different plants
• From the genetic point of viewSelf-pollination : interfloral-intraplant pollination
interplant-intraclonal " (과수 등 영양번식 작물)interplant-intravarietal " (자식성작물=homozygous)
Cross-pollination(allogamy) : pollination between unlike genotypes
• From breeder’s viewpoint: ➔ Self-pollination: pollination within the same flower∵ 다른 형태의 자가수정 방식은 여러 유전자형이 존재하는 집단에서는
꽃의 구조, 개화습성 상 타가수정할 수 있는 기회가 제공됨.
자가수정과 타가수정의 정의 비교