La reproducción sexual en las plantas con semillas comienza cuando el grano de polen (gametofito masculino) aterriza en la superficie de un estigma compatible, donde se hidrata y reanuda su metabolismo. Un tubo polínico emerge a través de la apertura del polen, que es guiado a través del estilo por pistas químicas desde el tejido femenino hasta el ovario. Dentro del ovario, el tubo polínico ingresa a un óvulo receptivo a través del micropilo y entrega los gametos masculinos dentro del saco embrionario (gametofito femenino) para llevar a cabo la fertilización.
Los tubos polínicos son células de rápido crecimiento que exhiben un crecimiento polar en su vértice. El crecimiento del tubo polínico es impulsado por la secreción rápida y continua de vesículas derivadas de Golgi, que se acoplan y fusionan con la membrana plasmática en la punta del tubo polínico, proporcionando nuevos precursores de membrana plasmática y pared celular. Las paredes de las células del tubo polínico difieren tanto en estructura como en función de las de las células vegetales somáticas. En la punta, la pared del tubo polínico está formada por una pared primaria, compuesta principalmente por pectinas recién sintetizadas. Esta pared primaria forma la capa externa de la pared celular en el vástago del tubo polínico, donde se deposita una pared callosa secundaria adyacente a la membrana plasmática. El contenido de celulosa en los tubos polínicos es notablemente bajo y la localización subcelular varía según la especie.
La dinámica de la pared del tubo polínico es una característica importante en el éxito de la fertilización, desplegando múltiples funciones: control físico de la forma del tubo polínico, protección de los gametos masculinos contra daños mecánicos, adhesión del tubo polínico al tejido transmisor del pistilo y resistencia contra la presión de turgencia. . Pero, ¿cómo funciona, en términos moleculares, esta interacción vital entre el polen y el pistilo?
Un nuevo estudio en Annals of Botany Proporciona información novedosa sobre la evolución temporal y la distribución espacial de varios epítopos proteicos de pectina y arabinogalactano en la aceituna (Olea europaea L.) polen en diferentes etapas de la germinación del polen y analiza sus supuestas funciones en el contexto de la interacción polen-pistilo. Los autores sugieren que los galactanos podrían proporcionar estabilidad mecánica al tubo polínico, reforzando aquellas regiones que son particularmente sensibles al estrés por tensión y al daño mecánico. Por otro lado, los arabinanos y AGPs podrían ser importantes en los fenómenos de reconocimiento y adhesión del tubo polínico y las células transmisoras del estilo, así como de los óvulos y espermatozoides.
Perfilado electroforético y detección inmunocitoquímica de pectinas y proteínas arabinogalactanas en polen de olivo durante la germinación y el crecimiento del tubo polínico. (2013) Annals of Botany 112 (3): 503-513 doi: 10.1093/aob/mct118
Las pectinas de la pared celular y las proteínas arabinogalactanas (AGP) son importantes para el crecimiento del tubo polínico. El objetivo de este trabajo fue estudiar la dinámica temporal y espacial de estos compuestos en el polen de olivo durante la germinación. Se llevaron a cabo análisis de perfiles de inmunotransferencia combinados con técnicas de detección inmunocitoquímica con microscopía electrónica de transmisión y confocal utilizando cuatro anticuerpos monoclonales anti-pectina (JIM7, JIM5, LM5 y LM6) y dos anti-AGP (JIM13 y JIM14). Los niveles de pectina y AGP aumentaron durante la germinación in vitro del polen de olivo. (1 → 4)-β-D-Galactanos localizados en el citoplasma de la célula vegetativa, la pared del polen y la apertura intestinal. Después de que emergió el tubo polínico, los galactanos se ubicaron en la pared del tubo polínico, particularmente en la punta, y formaron una estructura similar a un collar alrededor de la apertura germinativa. Los (1 → 5)-α-L-arabinos estaban presentes principalmente en la pared celular del tubo polínico, formando depósitos característicos en forma de anillo a intervalos regulares en la zona subapical. Como era de esperar, la pared del tubo polínico era rica en compuestos pécticos altamente esterificados en el ápice, mientras que la pared celular contenía principalmente pectinas desesterificadas en la caña. La pared de la célula generativa se marcó específicamente con arabinos, homogalacturonanos altamente esterificados con metilo y epítopos JIM13. Además, el material extracelular que recubría la capa externa de exina era rico en arabinanos, pectinas desesterificadas y epítopos JIM13. Las pectinas y los AGP se sintetizan nuevamente en el tubo polínico durante la germinación del polen. La síntesis y secreción de estos compuestos están reguladas temporal y espacialmente. Los galactanos podrían proporcionar estabilidad mecánica al tubo polínico, reforzando aquellas regiones que son particularmente sensibles al estrés por tensión (el sitio de unión del tubo polínico y el grano de polen) y al daño mecánico (la punta). Arabinans y AGPs podrían ser importantes en los fenómenos de reconocimiento y adhesión del tubo polínico y las células transmisoras del estilo, así como de los óvulos y espermatozoides.
