Embriogenesis Somatik vs Zigotik

Embriogenesis

Wirdhatul Muslihatin, S.Si., M.Si

•

Berawal dari pembuahan ganda

Keterangan:SC,testa/kulitbiji, EN,endosperm;SM,meristem apeks pucuk;RM,meristem apeksakar,Pd,protoderm; Po,prokambium;Gm,meristem dasar,S,suspensor,A,sumbu, CE,jaringanpelindungembrio, MPE : mikropil

EMBRIO FERTILISASI

ZIGOT

DORMAN

VAKUOLA DALAM OVUM MENGHILANG & SITOPLASMA MEJADI HOMOGEN

INTI ENDOSPERM MEMBELAH

ZIGOT MEMBELAH MENJADI 2 SEL

SEL BASAL: DEKAT DENGAN MIKROFIL GENUS TERTENTU MEMBESAR SEPERTI KANTONG

SEL BASAL MEMBELAH TRANSVERSAL

SEL TERMINAL

EMBRIO Capsella MEMBELAH TRANSVERSAL SEL BASAL SEL APIKAL

MEMBELAH LONGTUDINAL MEMBENTUK 4 SEL PROEMBRIO (KWADRAN)

MEMBELAH TRANVERSAL MEMBENTUK 8 SEL (OKTAN)

SETIAP DERETAN OKTANMEMBALAH PERIKLINAL MEMBENTUK PROTODERM & SEL DALAM MEMBELAH  ANTIKLINAL

MEMBENTUK MERISTEM DASAR,PROKAMBIUM HIPOKOTIL & KOTILEDONE

MEMBELAH TRANSVERSA L (6-10 SEL) MEMBENTUK SUSPENSOR (SEPERTI KANTUNG)

HAUSTORIUM (DEKAT MIKROFIL)

HIPOFISIS MERUPAKAN BAGIAN DARI EMBRIO MEMBELAH TRANSVERSAL&LON GTUDINAL (2-4 SEL)

MEMBELAH TERUS MEMBENTUK TIPE JANTUNG HIPOKOTIL & KOTILEDONE MEMANJANG DAN KOTILEDONE MEMENUHI

Embryogenesis  A fixed pattern of cell divisions make it possible to trace the origin of seedling structures back to regions of the early embryo.

 The Mature Embryo

Embriogenesis pada tumbuhan dikotil

Embriogenesis pada tumbuhan monokotil

Cotyledons •

•

The embryonic leaves  A cotyledon is a significant part of the embryo within the seed of a plant. Upon germination, the cotyledon usually becomes the embryonic first leaves of a seedling.

Hypocotyl •

•

Embryonic stem The hypocotyl is the primary organ of extension of the young plant and develops into the stem.

Radicle •

•

Embryonic root In botany, the radicle is the first part of a seedling (a growing plant embryo) to emerge from the seed during germination. The radicle is the embryonic root of the plant, and grows downward into the soil.

Somatik embriogenesis •

•

•

Suatu proses dimana sel somatik berkembang membentuk tumbuhan baru melalui tahap perkembangan embrio yang spesifik tanpa melalui fusi gamet. Embrio somatik dicirikan memiliki struktur bipolar (memiliki dua meristem) yaitu meristem akar dan meristem tunas. Tahap perkembangan embrio somatik menyerupai embrio zigotik (fase globular, hati, torpedo dan planlet)

Tahap perkembangan embrio somatik

Pada monokotil tidak terbentuk fase jantung dan torpedo setelah tahap globular, melainkan tahap lonjong, memanjang lalu germinasi dan planlet

Embriogenesis somatik vs zigotik

Embriogenesis somatik vs zigotik •

•

•

Embrio zigotik mengalami tahap maturasi dengan mengalami dormansi untuk akumulasi cadangan makanan, sedangkan embrio somatik tidak mengalaminya sebab nutrien telah disediakan oleh medium kultur in vitro. Embrio zigotik membentuk suspensor sedang embrio somatik tidak membentuk suspensor. Tahap akhir maturasi embrio zigotik dilindungi oleh kulit biji sedang embrio somatik tidak.

Delayed formation of cells organization in somatic embryo of Soybean *) No.

*)

Cell organization

Zigotic embryo

Somatic embryo

early globular

late globular

1

Protoderm

2

Procambium

heart

late torpedo

3

SAM

heart

cotyledonary

4

RAM

heart

cotyledonary

5

Ground meristem

late globular

late torpedo

6

Cotyledon

early heart

late torpedo

spesific for each species

Apical-Basal Axis Formation •

polar organization  Egg cell and zygote  large vacuole at basal end, most of the cytoplasm at the apical end • •

•

asymmetric division producing the small apical daughter cell and the large basal cell  asymmetric gene expression •

•

•

apical daughter cell •

•

8 cell embryo proper

basal daughter cell  hypophysis  suspensor

• •

Developmental Fates  8 Cell Stage  – 

1) Apical Embryo Domain shoot meristem and most of cotyledons

2) Central Embryo Domain • •

hypocotyl and root contributes to the cotyledons and root meristem

3) Basal Embryo Domain  hypophysis (hy )  – 

•

parts of the root meristem, the quiescent center and the cells of the central root cap

4) Extra Embryonic Suspensor (su) • •

source of nutrients and growth regulators degrades, not present in mature seed

Shoot Apical Meristem (SAM) •

'above-ground' organs

Radial Pattern

Embrio mengalami masa dorman saat jumlah sel kurang lebih 20.000 sel

Genes in embryogenesis •

•

•

GNOM gene for axial patterning MONOPTEROS gene for embryonic primary root and postembruonic vascular tissue SHORT ROOT and SCARECROW gene for ground tissue development

•

HOBBIT gene for root meristem identify

•

SHOOTMERISTEMLESS gene for shoot promeristem

•

•

 ABSCISIC ACID INSENTISIVE3 (ABI3) and FUSCA3 gene for dormancy initiation and storage protein LEAFY COTYLEDONE1 (LEC1) gene for general repressor of vegetative development