Summary
The DNA-content of generative and vegetative nuclei in mature pollen grains of four Petunia hybrida mutants was determined by cytophotometry. In addition the DNA-content of generative and vegetative nuclei in the pollen tube of two of these four mutants (virescens-2 n and ustulata-2 n) was cytophotometrically measured.
The DNA-values found in the generative nuclei indicate that the DNA-replication continues in the mature pollen grain and comes to an end only after the migration of the nuclei into the pollen tube. These data are in disagreement with the results of DNA-measurements described for a limited number of other species which all show completion of DNA-synthesis during the maturation stage of the pollen grains.
The vegetative nuclei of the four Petunia mutants studied show significant differences in the onset of the degenerative phase. Extreme variation is manifested in the ustulata-2 n mutant in which the degeneration of nuclei may reach the final stage in the maturing pollen grain. However in this mutant vegetative nuclei with an unaltered DNA-content may also be demonstrated in the pollen tube. Some of the vegetative nuclei in the pollen tube of ustulata-2 n exhibit an increased amount of DNA which could be the result of differential DNA-replication in the vegetative nuclei. The decrease of the DNA-content in a certain fraction of the vegetative nuclei in the maturing pollen grain does not agree with observations made in other species by several authors who report DNA constancy until the pollen grain is fully mature.
The data obtained from the analysis of the four Petunia hybrida mutants point to an important role of the vegetative nucleus in the development of the pollen tube. The Petunia hybrida mutants may be regarded as especially favourable material for investigations concerning the function of the vegetative cell in the development of the pollen grain and pollen tube.
Zusammenfassung
In reifen Pollenkörnern von vier Petunia hybrida-Mutanten wurde gleichzeitig die DNS-Menge der generativen und vegetativen Kerne cytophotometrisch gemessen. Bei zwei dieser Mutanten wurden die entsprechenden Messungen auch an Pollenschläuchen vorgenommen.
Die DNS-Werte generativer Kerne zeigen, daß die Replikation der DNS im allgemeinen nicht im reifen Pollenkorn, sondern erst im Pollenschlauch nach Einwandern der Kerne ihren Abschluß findet. Diese Befunde bei Petunia-Mutanten stehen im Gegensatz zu den bisher nur bei ganz wenigen Objekten in Pollenkörnern durchgeführten DNS-Messungen generativer Kerne, nach denen die S-Phase während der Reifung des Pollenkorns abläuft und spätestens zum Zeitpunkt der Pollenreife die G2-Phase erreicht wird.
Aus den Befunden für den vegetativen Kern ergibt sich, daß eine große Variabilität bezüglich des Einsetzens der Degeneration dieses Kerns besteht. Im Extremfall von ustulata-2n kann einerseits bereits in reifen Pollenkörnern die Degeneration ihren Endpunkt erreicht haben. Andererseits lassen sich bei dieser Mutante in Pollenschläuche eingewanderte Kerne nachweisen, deren DNS-Gehalt unverändert geblieben ist. Außerdem wurden in einigen Pollenschläuchen von ustulata-2n vegetative Kerne mit einem erhöhten DNS-Gehalt gefunden. Bei diesen Kernen wird eine partielle DNS-Replikation für möglich gehalten. Die Befunde einer Abnahme des DNS-Gehalts vegetativer Kerne bereits in Pollenkörnern stehen im Gegensatz zu den Ergebnissen anderer Autoren, die gefunden haben, daß bei ihren Objekten die DNS-Menge bis zur Pollenreife konstant bleibt.
In der Diskussion wird dargelegt, daß sich die eigenen Befunde mit der Hypothese vereinbaren lassen, die der vegetativen Zelle eine außerordentliche Rolle bei der Pollenschlauchbildung zuschreibt. Die Petunia-hybrida-Mutanten werden als besonders geeignetes Ausgangsmaterial betrachtet, um die Aufklärung des Fragenkomplexes über die Bedeutung und Funktion der vegetativen Zelle für die Pollenkorn- und Pollenschlauchbildung voranzutreiben.
Mein Dank gilt Herrn Prof. Dr. F. Mechelke für die Anregung zu diesen Untersuchungen und Fräulein H. Nagel für gewissenhafte technische Assistenz.
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Literatur
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Herrn Prof. Dr. J. Straub zum 60. Geburtstag gewidmet.
Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.
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Hesemann, C.U. Untersuchungen zur Pollenentwicklung und Pollenschlauchbildung bei höheren Pflanzen. Theoret. Appl. Genetics 41, 338–351 (1971). https://doi.org/10.1007/BF00277334
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF00277334