Blütenbildung und Befruchtung

Zusammenfassung

Die Ausbildung von Blüten markiert bei den höheren Pflanzen die Umsteuerung von der vegetativen zur generativen Entwicklung, die Bildung von Blütenorganen anstelle von vegetativen Blattorganen, die schließlich zur Produktion von Nachkommen führt. Dieser Schritt wird in vielen Pflanzen durch bestimmte Umweltfaktoren angestoßen, z. B. durch die Tageslänge oder durch Kälteperioden, und damit in eine bestimmte Jahreszeit gelegt. Die Umsteuerung ist in der Regel irreversibel und setzt ein weitgehend von Umwelteinflüssen abgeschirmtes Programm genetisch gesteuerter Prozesse in Gang, das in den letzten Jahren mit Hilfe von Mutantenstudien in groben Zügen aufgeklärt werden konnte. Die bisher bekannten Blühkontrollgene lassen sich als Hierarchie von drei Ebenen darstellen, auf denen bestimmte Stufen auf dem Weg zur Blütenbildung überschritten werden.Diese reichen von der allgemeinen Auslösung des Blühprogrammes über die Festlegung der Blütensymmetrie bis zur spezifischen Ausgestaltung der einzelnen Blütenorgane. Die molekulargenetische Analyse der Blütenbildung erlaubt erstmals einen Einblick in die prinzipielle Wirkungsweise der beteiligten Gene und ihrer Wechselwirkungen bei der Steuerung komplexer morphogenetischer Prozesse. Blüten enthalten Geschlechtsorgane, in denen die Bildung und Verschmelzung von Gameten stattfindet. Der Ablauf der Befruchtung, von der Pollenkeimung auf der Narbe bis zur Bildung der Zygote, wird durch chemische Signale präzis gesteuert, deren genetische Basis und molekulare Wirkung teilweise aufgeklärt werden konnten. Von besonderem Interesse sind hierbei die Strategien zur Erzwingung von Fremdbefruchtung, für die während der Evolution der Blütenpflanzen aus Vorläufern mit selbständigen Gametophyten- und Sporophytengenerationen viele verschiedene Strategien entwickelt wurden. Eine wichtige Rolle spielen hier die Mechanismen für genetische Inkompatibilität zwischen Pollen und Narbe bzw. Pollenschlauch und Stylargewebe durch multiallelische Selbstinkompatibilitätsgene.