Sự hình thành túi phôi (embryo sac) là một quá trình quan trọng trong sinh sản hữu tính của thực vật có hoa (Angiosperms). Quá trình này diễn ra trong noãn (ovule) và liên quan đến sự phân chia giảm nhiễm (meiosis) và nguyên phân (mitosis) để tạo ra một cấu trúc chứa các tế bào đơn bội (haploid) cần thiết cho quá trình thụ tinh. Vậy, bộ nhiễm sắc thể (NST) đóng vai trò như thế nào trong quá trình này?
Sơ lược về túi phôi:
Túi phôi là giao tử cái (female gametophyte) của thực vật có hoa. Nó phát triển từ một tế bào mẹ đại bào tử (megaspore mother cell) lưỡng bội (2n). Quá trình phát triển túi phôi bao gồm các bước chính sau:
-
Giảm phân: Tế bào mẹ đại bào tử (2n) trải qua giảm phân để tạo ra bốn đại bào tử đơn bội (n). Thông thường, chỉ có một đại bào tử sống sót và phát triển tiếp, ba đại bào tử còn lại bị thoái hóa.
-
Nguyên phân: Đại bào tử đơn bội sống sót trải qua ba lần nguyên phân liên tiếp mà không có sự phân chia tế bào chất (cytokinesis). Kết quả là tạo ra một tế bào lớn chứa tám nhân đơn bội.
-
Phân hóa tế bào: Tám nhân này sau đó di chuyển đến các vị trí cụ thể trong túi phôi và phân chia tế bào chất xảy ra, tạo ra bảy tế bào riêng biệt:
- Một tế bào trứng (egg cell) (n)
- Hai tế bào trợ (synergids) (n)
- Ba tế bào đối cực (antipodal cells) (n)
- Một tế bào trung tâm (central cell) chứa hai nhân cực (polar nuclei) (n+n)
Vai trò của bộ nhiễm sắc thể (NST):
Bộ nhiễm sắc thể đóng vai trò then chốt trong mỗi giai đoạn của quá trình hình thành túi phôi:
- Tế bào mẹ đại bào tử (2n): Đây là tế bào khởi đầu, chứa bộ NST lưỡng bội (2n). Bộ NST này đảm bảo rằng thông tin di truyền đầy đủ từ cả bố và mẹ được truyền cho thế hệ tiếp theo.
- Đại bào tử đơn bội (n): Quá trình giảm phân làm giảm số lượng NST đi một nửa, tạo ra các đại bào tử đơn bội (n). Điều này rất quan trọng vì khi thụ tinh, giao tử đực (từ hạt phấn) và giao tử cái (từ túi phôi) sẽ kết hợp lại, khôi phục bộ NST lưỡng bội (2n) cho hợp tử (zygote).
Alt text: Hình ảnh minh họa đại bào tử đơn bội (n) được tạo ra sau quá trình giảm phân, giai đoạn quan trọng trong sự hình thành túi phôi ở thực vật có hoa.
- Các tế bào trong túi phôi (n hoặc n+n): Các tế bào trứng, tế bào trợ, tế bào đối cực đều chứa bộ NST đơn bội (n). Tế bào trung tâm chứa hai nhân cực, mỗi nhân có bộ NST đơn bội (n), do đó tế bào trung tâm có bộ NST (n+n).
- Tế bào trứng (n): Đây là giao tử cái thực sự, sẵn sàng kết hợp với giao tử đực từ hạt phấn để tạo thành hợp tử.
- Nhân cực (n): Hai nhân cực trong tế bào trung tâm sẽ kết hợp với một tinh tử (sperm) từ hạt phấn để tạo thành nội nhũ (endosperm) (3n), cung cấp dinh dưỡng cho phôi đang phát triển.
Alt text: Sơ đồ các tế bào đơn bội (n) bao gồm tế bào trứng và tế bào trợ trong túi phôi, các yếu tố cơ bản trong quá trình sinh sản của thực vật có hoa.
Tóm lại:
Bộ nhiễm sắc thể đóng vai trò then chốt trong sự hình thành túi phôi. Quá trình giảm phân tạo ra các tế bào đơn bội, đảm bảo rằng khi thụ tinh, bộ NST lưỡng bội được khôi phục. Sự phân chia và phân hóa của các tế bào trong túi phôi cũng phụ thuộc vào sự kiểm soát chặt chẽ của bộ NST để đảm bảo quá trình sinh sản diễn ra thành công. Hiểu rõ vai trò của bộ nhiễm sắc thể trong quá trình này là rất quan trọng để nghiên cứu và ứng dụng trong công nghệ sinh học thực vật, đặc biệt là trong việc cải thiện năng suất và chất lượng cây trồng.
