Perkembangan Reproduksi pada Tumbuhan Pinus

Studi perkembangan reproduksi pada pohon pinus telah dilakukan dengan menggunakan kondisi yang kurang alami, seperti di kebun botani. Hal ini menyebabkan frekuensi anomali seperti struktur reproduksi hermafrodit lebih tinggi daripada yang diharapkan dalam kondisi alami. Namun, teratologi dan hermafroditisme mungkin umum terjadi pada gymnosperma awal yang sekarang punah. Meskipun anggota keluarga Pinaceae sebagian besar bersifat monoecious, struktur reproduksi jantan dan betina mereka bersifat uniseksual. Struktur betina berkembang di bagian atas sementara struktur jantan berkembang di bagian bawah pohon, sehingga sulit terjadi penyerbukan sendiri dan membantu menjaga tingkat persilangan dan keragaman genetik. Selain itu, mekanisme ketidakcocokan dalam konifer terjadi di dalam ovula dan sebagian besar bersifat postzigotik. Untuk memfasilitasi pelepasan dan penyebaran serbuk sari melalui perjalanan angin, struktur reproduksi jantan gymnosperma telah berevolusi dengan beragam posisi dan bentuk serbuk sari. Hal ini diperlukan untuk mengatasi keterbatasan alami gymnosperma yang sangat mengandalkan anemofili. Di sisi lain, angiosperma berevolusi dengan bunga yang memiliki warna dan aroma menarik sebagai sinyal penyerbukan oleh serangga dan hewan lainnya, serta memberikan hadiah serbuk sari dan nektar sebagai sumber makanan bagi penyerbuk, serta buah untuk perlindungan dan penyebaran biji. Sekresi ovula juga penting dalam reproduksi gymnosperma karena memfasilitasi perkecambahan serbuk sari dan pertumbuhan tabung serbuk sari yang akhirnya menghasilkan pembuahan sel telur dalam arkegonium gymnosperma. Namun, hampir tidak ada yang diketahui tentang dasar genetik molekuler dari sekresi ovula, yang merupakan karakteristik penting dalam megagametofit gymnosperma. Pengembangan arkegonium dalam ovula gymnosperma terjadi melalui pembelahan sel yang memberikan sel-sel leher dan sel pusat. Sel pusat berkembang menjadi sel telur besar dan sel kanal ventral kecil yang mengalami degenerasi saat sel telur matang. Meskipun penting, regulasi molekuler dari perkembangan arkegonium dalam ovula gymnosperma belum banyak diteliti, dan peran arkegonium dalam pembuahan sel telur sebagian besar belum diketahui. Beberapa bukti menunjukkan bahwa gen-gen yang merespons auksin dan gen keluarga protein arabinogalaktan (AGP) dapat terlibat dalam pengenalan sel telur oleh serbuk sari dan pertumbuhan tabung serbuk sari yang ditargetkan. Selain itu, gen faktor transkripsi WUSCHEL terkait homeobox (WOX) juga terlibat dalam pembentukan dan diferensiasi embrio konifer yang terkait erat dengan transportasi auksin polar. Sebagian besar sumber daya genomik yang ditujukan untuk mengungkap dasar molekuler tahap perkembangan reproduksi konifer dikembangkan untuk Pinus, Picea, dan Cryptomeria. Keluarga gen pengembangan bunga seperti MADS-box, LFY/NDLY, dan FLOWERING LOCUS T/TERMINAL FLOWER1-like adalah gen kuno yang diperkirakan ada sebelum 300 juta tahun yang lalu, sebelum perbedaan tumbuhan biji. Gen MADS-box pertama kali ditemukan penting untuk organ reproduksi konifer pada tahun 2002. Meskipun gen FT tidak ada pada gymnosperma, homolog gen FT tersembunyi telah diidentifikasi pada gymnosperma melalui rekonstruksi filogenetik. Dalam penelitian ini, kami akan membahas lebih lanjut tentang perkembangan reproduksi pada tumbuhan pinus, termasuk peran arkegonium dalam pembuahan sel telur, regulasi molekuler perkembangan arkegonium, dan gen-gen yang terlibat dalam perkembangan organ reproduksi konifer.