花粉管

花粉管是种子植物的雄配子体在发芽时产生的管状结构。花粉管伸长是植物生命周期中不可或缺的阶段。花粉管充当将雄性配子细胞从花粉粒运输的管道——从柱头（在开花植物中）到雌蕊基部的胚珠，或直接通过一些裸子植物的胚珠组织。在玉米中，这个单细胞可以长到超过 12 英寸（30 厘米）以穿过雌蕊的长度。

花粉管最早由乔瓦尼·巴蒂斯塔·阿米奇 ( Giovanni Battista Amici ) 在 19 世纪发现。

它们被用作理解植物细胞行为的模型。正在进行研究以了解花粉管如何响应细胞外引导信号以实现受精。

花粉管是由种子植物的雄配子体产生的。花粉管充当从花粉粒中运输雄性配子细胞的管道——从柱头（在开花植物中）到雌蕊基部的胚珠，或直接通过一些裸子植物的胚珠组织。花粉管是种子植物所独有的，它们的结构自石炭纪以来就在历史上发生了演变。

花粉管的形成很复杂，其机制尚不完全清楚，但由于花粉管将花粉粒产生的雄配子输送给雌配子体，因此引起了科学家的极大兴趣。一旦花粉粒植入相容的柱头上，它的萌发就开始了。在此过程中，花粉粒开始向外隆起，形成管状结构，称为花粉管。

花粉管结构通过尖端定向生长沿着花柱长度迅速下降，达到 1 cm/h 的速度，同时携带两个不活动的精子细胞。到达胚珠后，花粉管破裂，从而将精子细胞传递给雌配子体。在开花植物中，会发生双重受精事件。第 一次受精事件产生二倍体合子，第二次受精事件产生三倍体胚乳。

花的雄性生殖器官，雄蕊，产生花粉。花药的开放使花粉可用于随后的授粉（花粉粒转移到雌蕊，雌性生殖器官）。每个花粉粒都包含一个营养细胞和一个分裂形成两个精子细胞的生殖细胞。非生物载体如风、水或生物载体如动物进行花粉分布。

一旦花粉粒落在相容的雌蕊上，它可能会响应成熟柱头分泌的含糖液体而发芽。柱头表面的脂质也可能刺激花粉管生长以产生相容的花粉。自我不育的植物通常会抑制自己花朵中的花粉粒生长花粉管。已观察到多粒花粉的存在会刺激某些植物的花粉管更快生长。营养细胞然后产生花粉管，花粉粒的管状突出物，其在其细胞质中携带精子细胞。精子细胞是雄性配子，将与卵细胞和中央细胞结合进行双重受精。第 一次受精事件产生二倍体合子，第二次受精事件产生三倍体胚乳。

发芽的花粉管必须钻过营养丰富的花柱并卷曲到子房底部才能到达胚珠。一旦花粉管到达胚珠，它就会破裂并释放两个精子细胞。其中一个精子细胞使卵细胞受精，卵细胞发育成胚胎，这将成为未来的植物。另一个与中央细胞的两个极核融合形成胚乳，作为胚胎的食物供应。最后，子房会发育成果实，胚珠会发育成种子。

裸子植物花粉产生于雄球果或小球果鳞片上的小孢子囊中。在大多数物种中，植物都是风媒授粉的，针叶树的花粉粒有气囊，可以在气流中提供浮力。谷粒沉积在雌性球果或大球花 ( megastrobilus ) 胚珠的珠孔中，在那里它们成熟长达一年。

在针叶树和片麻植物 ( Gnetophytes ) 中，花粉发芽产生花粉管，花粉管穿透大孢子囊或珠心，精子核被转移到雌性植物发育中的卵细胞中。

雌性孢子体必须识别粘在柱头上的花粉。通常，只有同一物种的花粉才能成功生长。异型花粉生长更成功。通过自交不亲和系统，异型花粉生长并在竞争中胜过自花粉。花柱与花粉之间的相互作用检测相容性并影响花粉管的生长速度。