How To Make A Seed EMBRYONIC  DEVELOPMENT  AND  THE  LIFE  CYCLE  OF  ANGIOSPERMS                NORA  COOPER  |  JAZMIN  SAMANO  |  DOMINIC  SAADI Why  Study  Seeds?   o Within  the  next  fi*y  years  we  will  need  to  produce  more  food  than  in  all  of   human  history  and  we  must  do  it  with  fewer  inputs  on  less  arable  land   o If  we  understand  which  genes  do  what  in  seed  development,  we  can   manipulate  them  to  engineer  more  efficient  crops   o Most  importantly,  fi*een  crops  compose  our  food  source  and  of  these  fi*een   over  half  are  seed  bearing. How  imperaIve  are  these  studies?   o Currently  the  world  populaAon  is  a   liBle  under  7.2  billion.   o   By  2050,  the  populaAon  is  esAmated   to  be  at  10  billion  people.   Arable  land  per  capita  (ha  in  use  per  person)   o An  increasing  populaAon  combined   (1961-­‐2050)  –  Jelle  Bruinsma  (2009)   with  a  daily  loss  of  arable  land   accounts  to  an  esAmated  0.46  acres   per  person  in  2050.       1  Hectare=2.4715  acres   hBp://www.ourworldindata.org/data/food-­‐agriculture/land-­‐use-­‐in-­‐agriculture/ Why  Study  Arabidopsis  Thaliana?   o   “The  flowering  plant  Arabidopsis  thaliana  is  an  important  model   system  for  idenAfying  genes  and  determining  their  funcAons.”-­‐   Analysis  of  the  genome  sequence  of  the  flowering  plant   Arabidopsis  thaliana   o   Short  generaAon  Ame  of  about  8  weeks  from  seed  to  seed       o   Small  size  (20-­‐25cm)     o   Large  number  of  offspring   o   RelaAvely  small  nuclear  genome  (~25,000  genes;  135  Mbp) The  Life  Cycle  of  Flowering  Plants o   Before  anything  else,  we  need   to  understand  how  healthy   seeds  develop  so  that  we  can   assess  which  step  of  the  process   is  interrupted     o   Anatomy  of  Flowers   o   Gametogenesis   o   Double  FerAlizaAon   o   Embryogenesis     o   Anatomy  of  a  Seed Anatomy  of  a  Flower o A  Flower  is  the  reproducAve   structure  of  a  flowering  plant   and  it  is  o*en  known  as  a   bloom  or  a  blossom.     o A  Flower  consists  of  four   whorls:  the  calyx,  the  corolla,   the  androecium,  and  the     gynoecium. Flower  Anatomy  Breakdown:  Part  1 THE  CALYX     THE  COROLLA     o The  next  whorl  in  a  flower  which  consists  of   o   The  outermost  whorl  which  consists  of  the   units  called  petals.  Petals  are  modified  leaves   green  sepals.     that  surround  the  reproducAve  parts  of  the   o Typically  funcAons  as  protecAon  for  the   flower.     flower  in  the  bud  and  protecAon  for  the  petals   o They  are  o*en  brightly  colored  or  unusually   in  the  bloom.     shaped  to  aBract  pollinators. Flower  Anatomy  Breakdown:  Part  2 THE  ANDROECIUM   THE  GYNOECIUM   o The  following  whorl  consisAng  of  the  stamen   o The  inner  most  whorl  of  a  flower  which  is  also   also  known  as  the  male  part  of  the  flower.     known  as  the  female  reproducAve  part  of  the   flower.  The  gynoecium  consists  of:   o The  stamen  consists  of  two  parts:  a  stalk   called  the  filament,  and  an  anther  “top”  where   o   one  or  more  units  called  carpels  which  form  a   pollen  is  produced.     hollow  structure  called  an  ovary.   o And  the  sAgma,  the  sAcky  Ap  of  the  carpel   which  receives  pollen. Pollen  Development:  Microgametophyte o   Microsporogenesis  is  the  first   of  two  disAnct  processes   o   Ends  in  the  formaAon  of   microspores  (single-­‐celled   pollen  grains) Pollen  Development:  Microgametogenesis o   Microgametogenesis  is  the  second  process     o   Ends  with  the  development  of  a  three-­‐celled   microgametophyte  (pollen  grains)