Корневые волосы
Корневые волосы , или впитывающие волоски , представляют собой выросты эпидермальных клеток, специализированных клеток на кончике корня растения . Они представляют собой боковые продолжения одной клетки и лишь изредка разветвляются. Они находятся в области созревания корня. Клетки корневых волосков улучшают поглощение воды растениями за счет увеличения соотношения площади поверхности корня к объему, что позволяет клеткам корневых волосков поглощать больше воды. Большая вакуоль внутри клеток корневых волосков делает этот прием гораздо более эффективным. Корневые волоски также важны для поглощения питательных веществ, поскольку они являются основным связующим звеном между растениями и микоризными грибами .
Функция
[ редактировать ]Функция всех корневых волосков — собирать воду и минеральные питательные вещества из почвы и распространять их по всему растению. В корнях большая часть поглощения воды происходит через корневые волоски. Длина корневых волосков позволяет им проникать между частицами почвы и предотвращает попадание вредных бактериальных организмов в растение через сосуды ксилемы. [1] Увеличение площади поверхности этих волосков делает растения более эффективными в поглощении питательных веществ и взаимодействии с микробами. [2] Поскольку клетки корневых волосков не осуществляют фотосинтез , они не содержат хлоропластов .
Важность
[ редактировать ]Корневые волоски образуют важную поверхность, поскольку они необходимы для поглощения большей части воды и питательных веществ, необходимых растению. Они также принимают непосредственное участие в образовании корневых клубеньков у бобовых растений. Корневые волоски закручиваются вокруг бактерий, что позволяет сформировать инфекционную нить в делящихся кортикальных клетках и сформировать узелок. [3]
Благодаря большой площади поверхности активное поглощение воды и минералов через корневые волоски является высокоэффективным. Клетки корневых волос также выделяют кислоты (например, яблочную и лимонную кислоту), которые растворяют минералы, изменяя степень их окисления , облегчая поглощение ионов. [4]
Формирование
[ редактировать ]Клетки корневых волосков варьируются от 15 до 17 микрометров в диаметре и от 80 до 1500 микрометров в длину. [5] Корневые волоски встречаются только в зоне созревания, называемой также зоной дифференциации. [6] В зоне растяжения они не обнаружены, возможно, потому, что старые корневые волоски срезаются по мере удлинения корня и продвижения его по почве. [7] Корневые волоски растут быстро, со скоростью не менее 1 мкм/мин, что делает их особенно полезными для исследования расширения клеток. [8] Непосредственно перед и во время развития клеток корневых волосков наблюдается повышенная активность фосфорилазы . [9]
Грибковое взаимодействие
[ редактировать ]Корневые волоски необходимы для здорового питания растений, особенно благодаря их взаимодействию с симбиотическими грибами. Симбиотические грибы и корневые волоски образуют микоризные симбиозы, такие как арбускулярная микориза , образованная AM-грибами, и эктомикориза , образованная ЭМ-грибами. [10] Они очень распространены, [11] встречается у 90% видов наземных растений, [12] из-за пользы, которую он приносит как грибу, так и растению.
Формирование этих взаимоотношений у ЭМ-грибов начинается с колонизации корневых волосков. Этот процесс начинается, когда ЭМ-гриб присасывается к корневым волосам из почвы. [13] Затем гриб выделяет диффузионные факторы, к которым очень чувствительны корневые волоски, что позволяет гифам проникать в клетки эпидермиса и создавать сеть Хартига в первых слоях коры корня. [13] Эта сильно разветвленная структура служит связующим звеном между двумя организмами, поскольку грибковые клетки адаптируются к обменам, происходящим между растением и грибом. [14] Этот процесс аналогичен тому, как АМ-грибы колонизируют корневые волоски, но вместо диффузионных факторов они секретируют гидролазы, расслабляющие клеточную стенку, что позволяет гифам проникнуть внутрь, и сеть Хартига отсутствует. [13]
Различные эффекты колонизации грибов в корневых волосках показывают, что эта взаимосвязь полезна как для растений, так и для видов грибов, но основное влияние оказывается на рост корневых волосков. Грибки действительно влияют на рост корневых волосков при недостатке воды или питательных веществ. [13] Поскольку оба этих организма нуждаются в питательных веществах и воде, их сотрудничество необходимо для их взаимного выживания. При обнаружении дефицита у растения срабатывает стрессовая реакция засухи, вызывающая рост корневых волосков. [12] Затем микориза гриба использует свою расширенную систему, чтобы помочь растению найти правильное место питания, сигнализируя направление, в котором должны расти корни. [13] Это делает рост корней более эффективным, сохраняя энергию для других метаболических процессов, что, в свою очередь, приносит пользу грибу, питающемуся этими продуктами метаболизма.
Выживание
[ редактировать ]Когда растет новая клетка корневого волоска, она выделяет гормон , который подавляет рост корневых волосков в близлежащих клетках. Это обеспечивает равномерное и эффективное распределение волос на этих клетках. [ нужна ссылка ]
Пересадка или пересадка растения может привести к отрыву клеток корневых волосков, возможно, в значительной степени, что может привести к увяданию. [15]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Водный баланс растений» . Чудо науки . Проверено 16 ноября 2021 г.
- ^ Грирсон, К.; Шифельбейн, Дж. (2002). «Корневые волосы» . Книга «Арабидопсис» . 1 : е0060. дои : 10.1199/tab.0060 . ПМЦ 3243358 . ПМИД 22303213 .
- ^ Мергерт, Питер; Утиуми, Тошики; Алунни, Бенуа; Эванно, Гвеналь; Шерон, Анжелика; Катрис, Оливье; Моссе, Анн-Элизабет; Барлой-Хублер, Фредерик; Галиберт, Фрэнсис; Кондороси, Адам; Кондороси, Ева (28 марта 2006 г.). «Эукариотический контроль бактериального клеточного цикла и дифференцировки в симбиозе ризобий и бобовых» . Труды Национальной академии наук . 103 (13): 5230–5235. Бибкод : 2006PNAS..103.5230M . дои : 10.1073/pnas.0600912103 . ПМЦ 1458823 . ПМИД 16547129 .
- ^ Герке, Йорг; Ремер, Вильгельм; Юнгк, Альбрехт (1994). «Выделение лимонной и яблочной кислоты протеоидными корнями Lupinus albus L.; влияние на концентрацию фосфатов, железа и алюминия в почвенном растворе в протеоидной ризосфере в образцах оксизола и лувисола». Журнал питания растений и почвоведения . 157 (4): 289–294. дои : 10.1002/jpln.19941570408 .
- ^ Диттмар, цитируется по Исаву, 1965 г.
- ^ https://www.colby.edu/biology/BI237/roots.pdf [ пустой URL PDF ]
- ^ «Корни | Безграничная биология» . Courses.lumenlearning.com . Проверено 16 ноября 2021 г.
- ^ Грирсон, Клэр; Шифельбейн, Джон (1 января 2002 г.). «Корневые волосы» . Книга «Арабидопсис» . 1 : е0060. дои : 10.1199/tab.0060 . ПМЦ 3243358 . ПМИД 22303213 .
- ^ Дозье, Ларри В.; Риопель, Дж.Л. (1977). «Дифференциальная активность ферментов во время дифференцировки трихобластов у Elodea Canadensis». Американский журнал ботаники . 64 (9): 1049–1056. дои : 10.1002/j.1537-2197.1977.tb10794.x .
- ^ Эзава, Тацухиро; Смит, Салли Э.; Смит, Ф. Эндрю (1 июля 2002 г.). «Метаболизм и транспорт Р у AM-грибов» . Растение и почва . 244 (1): 221–230. дои : 10.1023/А:1020258325010 . HDL : 2115/637 . ISSN 1573-5036 . S2CID 25801972 .
- ^ Парниске, Мартин (октябрь 2008 г.). «Арбускулярная микориза: мать корневых эндосимбиозов растений» . Обзоры природы Микробиология . 6 (10): 763–775. дои : 10.1038/nrmicro1987 . ПМИД 18794914 . S2CID 5432120 .
- ^ Jump up to: а б Фрэри, Эми (2015). «Физиология и развитие растений. Физиология и развитие растений под редакцией Линкольна Тайза, Эдуардо Зейгера, Яна Макса Моллера и Ангуса Мерфи. 2014. ISBN 978-1-60535-255-8 $ 123,96 (в футляре); 80,58 долларов США (вкладной лист). Sinauer Associates Inc. ., Сандерленд, Массачусетс» . Родора . 117 (971): 397–399. дои : 10.3119/0035-4902-117.971.397 . ISSN 0035-4902 . S2CID 85738640 .
- ^ Jump up to: а б с д и Цзоу, Ин-Нин; Чжан, Де-Цзянь; Лю, Чун-Янь; Ву, Цян-Шэн (30 октября 2018 г.). «Взаимоотношения микоризы и корневых волосков» . Пакистанский журнал ботаники . 51 (2). дои : 10.30848/pjb2019-2(39) . ISSN 0556-3321 . S2CID 91581074 .
- ^ Нельс, У. (16 февраля 2008 г.). «Освоение эктомикоризного симбиоза: влияние углеводов» . Журнал экспериментальной ботаники . 59 (5): 1097–1108. дои : 10.1093/jxb/erm334 . ISSN 0022-0957 . ПМИД 18272925 .
- ^ «2.2: Области корня» . Свободные тексты по биологии . 03.06.2021 . Проверено 27 июня 2024 г.