Ornithogalum sigmoideum freyn&sint’da sitoembriyolojik ve sitokimyasal çalışmalar

Abstract

Ornithogalum sigmoideum FREYN&SINT’DA SİTOEMBRİYOLOJİK VE SİTOKİMYASAL ÇALIŞMALAR Bu çalışmada Ornithogalum sigmoideum’un karyolojik özellikleri tayin edilip tür tanımı yapıldıktan sonra dişi gametofit gelişimi, endosperma ve embriyo gelişimi, stigma ve stilus yapısı incelendi ve her yapının sitokimyasal özellikleri belirlendi. O. sigmoideum’un diploid kromozom sayısı 2n:16 olup karyotip analizinde kromozom boylarının 3,9805 m ile 9,8107 m arasında olduğunu ve 1 çift metasentrik, 7 çift submetasentrik kromozom içerdiği saptandı. Tohum taslağı anatrop, krassinusellat ve bitegmiktir. Tohum taslağında bulunan obturator ve nusellus şapkası gibi yapılar çözünmeyen polisakkarit yapıda salgı salgılayarak, polen tüplerinin tohum taslağına çekimlenmesini sağlarlar. Embriyo kesesi gelişimin ileri evrelerinde kalaza tarafında, integümentlerle kalaza arasındaki nusellus dokusunda hipostas adı verilen doku farklılaşması gözlendi. Hipostas hücrelerinin pozitif PAS reaksiyonu verdiği ve sitoplazmalarında yoğun nişasta içerdikleri dikkati çekti. Polygonum tipi embriyo kesesi gelişimi görülen bu türde yumurta ve sinergit hücrelerinin tam çeper ile çevrili olduğu saptandı. Yumurta hücresi ile benzer kutuplaşma gösteren sinergitlerin hücre çeperlerinin hücrenin kaidesinde çizgili cihazı oluşturduğu gözlendi. Çizgili cihaz sitoplazma içine doğru uzanan parmak şeklinde çıkıntılar şeklinde ve PAS ile kuvvetli reaksiyon verdi. Zigotun karakteristik kutuplaşma gösterdi: mikropilde vakuol, kalazada nukleus ve besin maddelerince zengin sitoplazma görüldü. Bu türde embriyo gelişimi Asterad tiptedir. Endosperma gelişiminin helobial tipte olduğu bulundu. Primer endosperma nukleusu embriyo kesesinin kalaza tarafında yer alır ve bölünerek mikropil tarafında büyük, kalaza tarafında küçük birer odacık meydana getirir. Her iki odacıkta da başlangıçta serbest nukleuslu endosperma oluşur ve daha sonra her iki odacıkta da endosperma hücreli hale geçer. O. sigmoideum’da stigmanın kuru ve papilli tipte olduğu bulundu. Papillerin çevresi kütikul-pelikül tabakası ile çevrili olan bu tabakanın Auromine O, Coomassie brilliant blue ve Sudan black B ile pozitif reaksiyon verdiği saptandı. Dişi organ polenleri kabul edecek olgunluğa ulaştığı zaman stigmanın pelikül tabakasında non-spesifik esteraz, asit fosfataz ve peroksidaz enzimlerinin miktarının arttığı saptandı. Stilus açık tipte olup kanal içermektedir. İnce yapı sonuçlarımız kanal hücrelerinin salgı yapısında olduğunu, bol miktarda endoplazmik retikulum, diktiyozom, mitokondri, plastit ve ribozom içerdiğini gösterdi. Tozlaşma öncesinde yoğun olan bu organellerin, tozlaşma sonrasında yani salgı aktivitesinin bittiği evrede köreldiği saptandı. Kanal hücrelerinde bulunan maddeleri belirlemek amacıyla ışık mikroskobu düzeyinde sitokimyasal testler yapıldı ve asidik polianyonların, çözünmeyen ve asidik polisakkaritlerin, proteinlerin, lipitlerin varlığı Toluidine blue, PAS, Alcian blue, Coomassie brilliant blue, Sudan black B boyaları ile belirlendi. Sitokimyasal testler kanal hücrelerinin tozlaşma öncesi evrede polisakkarit, protein ve lipit içeriği bakımından zengin olduğunu, daha sonra kütikulanın parçalanması ile salgı maddelerinin kanala geçtiğini gösterdi. Tozlaşma öncesinde kanalın merkezinde yoğun olarak bulunan polisakkarit, protein ve lipit olarak tanımlanan salgı maddelerinin tozlaşma sonrasında kanalın genişlemesiyle tüm kanala yayıldığı saptandı.

CYTOEMBRYOLOGICAL and CYTOCHEMICAL STUDIES on Ornithogalum sigmoideum FREYN&SINT In the present study, after the determination of karyological characteristics of Ornithogalum sigmoideum, the development of female gametophyte, embryo and endosperm, the structure of stigma and style were investigated and cytochemical features were identified. The diploid chromosome number is 16 in O. sigmoideum. The karyotype analysis indicated that the chromosome lengths ranged between 3,9805-9,8107 m and it is consisted of a pair of metacentric and 7 pairs of submetacentric chromosomes. The ovule of O. sigmoideum is anatropous, bitegmic and crassinucellate. The ovular structures such as obturator and nucellar epidermis secrete insoluble polysaccharides and take a role in the guidance and growth of the pollen tubes. The tissue differentiation called hypostase at the chalazal part of the ovule was observed. This tissue is stained deeply with PAS and its cells contain large amount of starch grains. The embryo sac development is of the Polygonum type. In the mature embryo sac the egg cell and synergids are surrounded by a complete cell wall. The synergids show similar polarization with the egg cell and their cell wall form filiform apparatus at the base of cell. Filiform apparatus consists of a mass of finger-like projections extending deep into the cytoplasm, staining intensively by PAS. The zygote presents a characteristic polarized appearance with the micropylar vacuole, while the chalazal part contains the nucleus and most of its cytoplasm containing reserve materials. The embryo development is of the Asterad type. The endosperm is helobial. In O. sigmoideum the primary endosperm nucleus is divided close to the antipodal cells so that a small chalazal and a large micropylar chamber are formed. Free-nuclear divisions occur in both chambers. Later they become cellular. O. sigmoideum belongs to the group of species with a dry-papillate stigma. Papillae are covered by a cuticle-pellicle layer as revealed by staining with Auromine O, Sudan black B and Coomassie brilliant blue. At the receptivity period, the amount of enzymes, non-specific esterase, acid phosphatase and peroxidase increase at pellicle. The style of O. sigmoideum is of the hollow type. The ultrastructure of the cells which line through the canal indicated that they are secretory cells and contain abounded endoplasmic reticulum, dictyosomes, mitochondriae, plastids and ribosomes. After pollination while secretory phase is completed, these organelles show degeneration. In canal cells, cytochemical tests indicated the presence of acidic polyanions, insoluble and acidic polysaccharides, proteins, lipids as revealed by staining Toluidine blue, PAS reagent, Alcian blue, Coomassie brilliant blue, Sudan black B respectively. Before pollination the canal cells are rich of polysaccharides, proteins and lipid, at maturity, the cuticle is ruptured and the secretory materials from the canal cells are released into canal. In the unpollinated style of O. sigmoideum, during secretory phase the exudates stained positively for polysaccharides, proteins, lipids in the center of canal. In pollinated pistils, the same secretion materials were dispersed through canal during the filling phase.