Lilium sp.Mikrosporogenesis

dan&Mikrogametogenesis

Angiospermae

Kelompok 2

Stamen Anther

Filament

Stigma CarpelStyle

Ovary

Receptacle

SepalPetal

(a) Structure of an idealized flower

Flo

wer

Cro

ss S

ectio

n

Stamen = filament + antera

Angiosperms: Perkembangan gametofit jantan

Meiosis inside anther male spores

Microsporogenesis in the anther

Microsporocyte (a.k.a. microspore mother cells) undergo meiosis to produce four dissimilar microspores.Lily anther, immature, cross section

Formation of microspores & male gametes.

Microspore mother cell

Entire Male Gametophyte (angiosperms): **1 round of mitosis to yield 2 nuclei (generative + vegetative).

**The generative nucleus divides again mitotically to yield 2 sperm.

for sex“housekeeping”Mitosis of

generative nucleus

From Outlaw’s lecture series

Mature microgametophyte

Mature antherlily

Mature pollen telegraph plant

Note: Some pollen are shed before the generative cell divides mitotically to produce the two sperm cells, some pollen are shed after (as shown above)

Sperm cells

The protective wall and efficient dispersal of microgametophytes are two adaptations to terrestrial life (compare to flagellated gametes being released)

ANTERA MUDA

Perkembangan Antera

• Antera muda terdiri dari masa sel homogen yang dikelilingi oleh lapisan epidermis

• Selama perkembangan dihasilkan 4 lobi dan masing-masing terdapat beberapa sel hipodermal yg berukuran besar, memanjang ke arah radial dan intinya jelas. Sel-sel ini disebut s e l - s e l a r ke s p o r i u m .

• Sel-sel arkesporium membelah secara pe r i k l i na l menghasilkan se l - s e l p a r i e t a l pr i m e r di sebelah luar dan sel-sel sporogen primer di sebelah dalam.

• Sel-sel parietal primer membelah secara periklinal menghasilkan lapisan parietal sekunder. Lapisan parietal sekunder ini yg nantinya akan menghasilkan dinding antera

• S e l s po r o g e n pr i m e r membelah secara mitosis menjadi s e l i nd u k m i kr o s p o r a , tetapi ada juga yg langsung berfungsi sbg sel induk mikrospora tanpa mitosis

• Sel induk mikrospora membelah secara meiosis menghasilkan tetrad mikrospora, yg kemudian akan saling memisahkan diri menjadi mikrospora yg soliter

Antera

Epidermis Arkesporium

Sel parietal primer

Sel sporogen primer

Sel sporogen sekunder

Sel induk mikrospora

Sel parietal sekunder

Sel parietal sekunder

endotesium Lapisan tengah atas

Lapisan tengah bwh tapetum

mikrospora

MIKROSPOROGENESIS

Dinding Antera terdiri dari :

1. Epidermis (eksotesium)– Mrpk lapisan terluar, terdiri dari 1 lapis sel. Pada antera yg

masak epidermis memipih dan membentuk tonjolan (papila). Disebut eksotesium jika mengalami penebalan berserabut

2. Endotesium– Pada antera masak, endotesium mengalami penebalan tak

teratur dan menunjukkan struktur berserabut shg juga disebut lamina fibrosa.

– Fungsi untuk membantu membukanya antera– Di dalamnya terdpt RER, polisom dan plastida

3. Lapisan Tengah– Terdiri dari 2-3 lapis sel atau lebih– Dgn berkembangnya antera, sel-selnya menjadi tertekan

dan memipih karena terdesak endotesium (pada saat sel induk mikrospora mengalami meiosis)

4. Tapetum– Mrpk lapisan terdalam dari antera dan berkembang

maksimum pada saat terbentuk tetrad mikrospora– Fungsi sebagai sumber nutrisi untuk perkembangan

mikrospora.

Lapisan Dinding Antera

Berdasar asal lapisan parietal sekunder, Bhandari (1984) membagi dinding antera dalam beberapa tipe :

• t i p e d a s a r ; lapisan parietal terluar dan terdalam membelah secara periklinal dan membentuk endotesium, dua lapisan tengah dan tapetum,

• t i p e d i k o t i l ; lapisan parietal terluar membelah membentuk endotesium dan lapisan tengah, sedangkan lapisan terdalam langsung berfungsi sebagai tapetum,

• t i p e m o n o k o t i l ; lapisan parietal paling dalam membelah menghasilkan lapisan tengah dan tapertum, sedangkan lapisan terluar membentuk endotesium,

• t i p e r e d u k s i ; lapisan parietal terluar dan dalam berturut-turut menjadi endotesium dan tapetum, dan tidak terdapat lapisan tengah.

Anther Wall Development

Ada 2 macam tapetum, yaitu :

1 . T a p e t u m a m o e b o id ( p la s m o d i a l)→tapetum mengeluarkan seluruh masa protoplasnya ke dalam lokulus (ruang sari), dan dinding sel mengalami lisis. Kmdn protoplas tapetum ini menggabungkan diri dg protoplas yg ada di dalam lokulus, selanjutnya protoplas tersebut bergerak menyelubungi sel induk mikrospora→Terdpt pada tumbuhan Monocotyledonae dan Dicotyledonae tingkat rendah

2 . T a p e t u m g l a n d u l a r ( s e k r e s i)→tapetum mengeluarkan isi selnya secara berkala, sedikit demi sedikit. Dinding sel tdk mengalami lisis, dan sisa selnya masih dapat dilihat selama perkembangan mikrospora→Dijumpai pada Angiospermae yg telah maju tingkatannya

Tapetum type

Meiosis pada antera Lilium menghasilkan 4 sel anakan yang haploid , juga disebut tetrad polen

Angiosperms: Production of Male Gametophyte

HaploidHaploid

HaploidHaploid

M a s i n g - m a s i n g b a g i a n d a r i t e t r a d p o l l e n = m i k r o s p o r a

Angiosperms: Production of Male Gametophyte

HaploidHaploid

HaploidHaploid

Pollen tetrads = microspores

Setelah antera masak, 4 mikrospora dalam tetrad saling memisahkan diri

Angiosperms: Production of Male Gametophyte

Inti haploid tiap mikrospora kemudian membelah secara mitosis, lalu membentuk dinding sel yang tebal dan resisten. Produk akhirnya disebut dengan butir polen

Pollen Grain

Mitosis

Haploid

Haploid

HaploidHaploid

The Anther

Anther Type

bithecal

monothecal

monothecal

Canna Hibiscus

Mikrosporogenesiso Mrpk proses pembentukan dan pemasakan mikrospora (polen)o Jaringan sporogen kadang langsung bisa berfungsi sbg sel

induk mikrospora, tapi ada juga yg mengalami beberapa pembelahan mitosis shg sel-selnya bertambah banyak seblm mengalami meiosis.

o Sel induk mikrospora mengalami pembelahan meiosis menghslkan mikrospora yg bersifat haploid

o Meliputi tahap-tahap sbb :1. Pembelahan meiosis

• Terdiri dari pembelahan meiosis I dan meiosis II• Pembelahan meiosis I mrpk pembelahan reduksi jumlah

kromosom, yaitu dari 2n menjadi n.• Pembelahan meiosis II seperti mitosis biasa, tetapi dinding

yg dihasilkan tegak lurus dinding yg dibentuk pd meiosis I

2. Sitokinesis, mrpk pembentukan dinding setelah pembelahan meiosis sel induk mikrospora. Dapat terjadi dalam 2 cara :

1 . S u k s e s if Setelah meiosis, terbtk dinding yg memisahkan 2 inti shg terjadi stadium 2 sel (diad). Pembtkn dinding sel scr sentrifugal. Pd meiosis II dinding pemisah dibentuk mikrospora tetrad dg tipe i s o b i la t e r a l

2 . Si m u lt a nPembelahan meiosis I tdk diikuti pembentukan dinding shg terdapat stadium 2 inti (binukleat), yg kmdn membelah membentuk mikrospora tetrad bertipe t e t r a h id r i s

Microsporogenesis

PERKEMBANGAN GAMETOFIT JANTAN

• Mikrospora merupakan awal terbentuknya gametofit jantan• Mikrospora dewasa yang telah lepas dari tetrad disebut polen

(serbuk sari)

• Karakteristik polen :– Mempunyai 2 lapisan dinding :

1. Eksin, merupakan lapisan terluar, tdp sporopolenin 2. Intin, merupakan lapisan dalam, tdp polisakarida

• Polen yg baru terbtk mempunyai sitoplasma padat. Selnya scr cpt bertambah volumenya, diikuti oleh vakuolisasi dan perpindahan inti dari tengah menuju ke bagian yg berdekatan dg dinding sel.

• Setelah antera masak, polen keluar melalui stomium

MIKROGAMETOGENESIS

• Merupakan proses perkembangan polen sampai menghasilkan sperma

• Proses mikrogametogenesis :– Polen yg baru terbentuk mempunyai 1 inti di tengah– Polen membesar, inti pindah ke bagian tepi, dan di

terbentuk vakuola di bagian tengah– Inti polen membelah menjadi 2 sel, yaitu sel vegetatif

dan sel generatif. Sel vegetatif lebih besar drpd sel generatif dan terletak di bagian tengah. Sel generatif letaknya di dekat dinding sel

– Sel vegetatif melanjutkan pertumbuhan. Organela sel bertambah jumlah dan ukurannya, vakuola kian menghilang

– Sel generatif membelah scr mitosis menghasilkan 2 sel sperma. Sperma bisa dibentuk di dalam antera ataupun setelah keluar antera.• Jika sperma dibentuk sblm polen keluar antera, maka

polen dilepas pada stadium 3 sel• Jika sperma terbentuk setelah keluar antera, maka

polen dilepas dalam keadaan 2 sel Umumnya pembelahan sel generatif terjadi setelah buluh

polen menembus stigma atau setelah mencapai kantong embrio (kantong lembaga)

Pollen Nucleus Number

21-14

Anther

Tapetum(nutritive)Epidermis

Raven et al., 1999; Biology of Plants

Anther (lily)

Pollen sac Pollen mother cells(Microsporocytes)

Tetrad (n)

Free microspores (n)

Mature pollen (n)

Nucleus of vegetative cell

Generative cell

Pollen mother cell (Microsporocyte)(2n)

Meiosis

Pollen Development

“‘diploid’”

“‘haploid’”

Sperm

A n t h e r a L i l i u m s p . ( m u d a )

L i l i u m M o n o n u k l e a t

L i l i u m B i n u k l e a t

L o k u l u s A n t h e ra L i l i u m s p . ( m u d a )

L o k u l i A n t h e r a L i l i u m s p . ( t u a )

P o l l e n L i l i u m s p .

Angiosperm’s Life Cycle

(a) Development of a malegametophyte (in pollen grain)

Microsporangium(pollen sac)

Microsporocyte (2n)

4 microspores (n)

Each of 4microspores (n)

Malegametophyte

Generative cell (n)

MEIOSIS

Ragweedpollengrain

Nucleus oftube cell (n)

MITOSIS

20 µm

75 µm