Корневая слизь

Корневая слизь состоит из специфических для растений полисахаридов или длинных цепочек молекул сахара. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Этот полисахаридный секрет корневого экссудата образует желеобразное вещество, которое прилипает к шляпкам корней . ^{[ 3 ]} Известно, что корневая слизь играет роль в формировании взаимоотношений с почвенными формами жизни . ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]} Вопрос о том, как секретируется эта корневая слизь, остается спорным, но появляется все больше доказательств того, что слизь образуется из разорвавшихся клеток. Когда корни проникают в почву, многие клетки , окружающие корневые шляпки, постоянно отслаиваются и заменяются. ^{[ 5 ]} Эти разорванные или лизированные клетки высвобождают свои составные части, в том числе полисахариды, образующие корневую слизь. Эти полисахариды происходят из аппарата Гольджи и клеточной стенки растений , которые богаты полисахаридами, специфичными для растений. ^{[ 6 ]} В отличие от клеток животных , растительные клетки имеют клеточную стенку, которая действует как барьер, окружающий клетку, обеспечивая прочность и поддерживающую растения, как скелет.

Эта клеточная стенка используется для производства повседневных товаров, таких как древесина , бумага и натуральные ткани , включая хлопок . ^{[ 7 ]}

Корневая слизь является частью более широкого секрета корней растений, известного как корневой экссудат. Корни растений выделяют в окружающую почву различные органические молекулы, такие как белки , ферменты , ДНК , сахара и аминокислоты , которые являются строительными блоками жизни. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} Этот коллективный секрет известен как корневой экссудат. Этот корневой экссудат предотвращает заражение корней бактериями и грибками , помогает корням проникать в почву и может создать микроклимат, полезный для растения.

Состав корневой слизи

Для определения сахаров в корневой слизи моносахаридов проводят анализ и анализ моносахаридных связей. Анализ моносахаридных связей включает метилирование корневой слизи, которая содержит полисахариды. Корневая слизь гидролизуется кислотой для расщепления полисахаридов на моносахаридные компоненты. ^{[ 8 ]} Существующие моносахариды затем восстанавливаются, открывая свои кольца. Моносахариды с открытым кольцом затем ацетилируют и разделяют обычно с помощью газовой хроматографии, хотя жидкостная хроматография также используется . Затем массы моносахаридов определяют с помощью масс-спектрометрии . ^{[ 9 ]} Время удерживания газовой хроматографии и хроматограмма масс-спектрометрии используются для определения того, как моносахариды связываются с образованием полисахаридов, образующих корневую слизь. Для анализа моносахаридов, который выявляет сахара, образующие корневую слизь, ученые гидролизуют корневую слизь с помощью кислоты и подвергают образцы непосредственно газовой хроматографии, связанной с масс-спектрометрией . ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

Несколько ученых определили состав корневой слизи растений с помощью анализа моносахаридов и анализа сцепления, показав, что корневая слизь кукурузы (Zea mays) содержит высокие уровни галактозы , ксилозы , арабинозы , рамнозы и глюкозы , а также более низкие уровни уроновой кислоты , маннозы , фукоза и глюкуроновая кислота . ^{[ 10 ]} Корневая слизь пшеницы (Triticum aestivum) также содержит высокие уровни ксилозы, арабинозы, галактозы, глюкозы и более низкие уровни рамнозы, глюкуроновой кислоты и маннозы. ^{[ 11 ]} Вигна unguiculata также содержит высокие уровни арабинозы, галактозы, глюкозы, фукозы и ксилозы и более низкие уровни рамнозы, маннозы и глюкуроновой кислоты. ^{[ 11 ]} У многих других растений состав корневой слизи определялся с использованием анализа моносахаридов и анализа моносахаридных связей. Определив следующие моносахариды, а также их связи, ученые определили наличие пектина , белков арабиногалактана , ксилоглюкана , арабинана и ксилана , которые являются специфичными для растений полисахаридами, в корневой слизи растений.

Значение и роль корневой слизи

Растения используют до 40% своей энергии, выделяя корневую слизь, которую они генерируют в результате фотосинтеза , происходящего в листьях. ^{[ 4 ]} Корневая слизь играет роль в развитии симбиотических отношений с почвенными грибами. Известно, что эта важная взаимосвязь затрагивает 94% наземных растений. ^{[ 11 ]} и приносит пользу растениям, увеличивая поглощение воды и питательных веществ из почвы, особенно фосфора. Взамен грибы получают от растения питание в виде углеводов в виде расщепленной корневой слизи. Без этой взаимосвязи многим растениям было бы трудно получить достаточное количество воды или питательных веществ. ^{[ 12 ]}

Корневая слизь также помогает почве прилипать к корням. ^{[ 13 ]} Целью этого является поддержание контакта растения с почвой, чтобы оно могло регулировать уровень воды, которое оно может поглощать, уменьшение трения, чтобы корни могли проникать сквозь почву, и поддержание микроклимата . ^{[ 14 ]} Корневая слизь обусловливает особые гидрофизические свойства ризосферы , которые могут влиять на реакцию растения на дефицит воды. ^{[ 15 ]} Например, корневая слизь может уменьшить испарение и сохранить воду в ризосфере. ^{[ 16 ]}

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Уокер, Трэвис С.; Байс, Суровый приятель; Гротеволд, Эрих; Виванко, Хорхе М. (1 мая 2003 г.). «Корневая экссудация и биология ризосферы» . Физиология растений . 132 (1): 44–51. дои : 10.1104/стр.102.019661 . ISSN 1532-2548 . ПМК 1540314 . ПМИД 12746510 .
^ Баец, Ульрика; Мартинойя, Энрико (01 февраля 2014 г.). «Корневые выделения: скрытая часть защиты растений» (PDF) . Тенденции в науке о растениях . 19 (2): 90–98. doi : 10.1016/j.tplants.2013.11.006 . ПМИД 24332225 .
^ Jump up to: ^а ^б Джексон, Майк (1 июня 2003 г.). «Ридж, И. (ред.) Растения» . Анналы ботаники . 91 (7): 940–941. дои : 10.1093/aob/mcg100 . ISSN 0305-7364 . ПМК 4242402 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Ризосфера — корни, почва и все, что между ними | Изучайте науку в Scitable» . Nature.com . Проверено 1 сентября 2015 г.
^ Маккалли, Маргарет Э. (1 января 1999 г.). «КОРНИ В ПОЧВЕ: раскрытие сложностей корней и их ризосфер». Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений . 50 (1): 695–718. doi : 10.1146/annurev.arplant.50.1.695 . ПМИД 15012224 .
^ Читай, БД; Грегори, Пи Джей (1 декабря 1997 г.). «Поверхностное натяжение и вязкость слизи корней аксеновой кукурузы и люпина» . Новый фитолог . 137 (4): 623–628. дои : 10.1046/j.1469-8137.1997.00859.x . ISSN 1469-8137 .
^ Альберсхайм, Питер; Дарвилл, Алан; Робертс, Кейт; Седерофф, Рон; Штелин, Эндрю (23 апреля 2010 г.). Стенки растительных клеток . Гирляндная наука . ISBN 9781136843587 .
^ Jump up to: ^а ^б Петтолино, Филомена А.; Уолш, Чери; Финчер, Джеффри Б.; Бачич, Энтони (01 сентября 2012 г.). «Определение полисахаридного состава клеточных стенок растений». Протоколы природы . 7 (9): 1590–1607. дои : 10.1038/нпрот.2012.081 . ISSN 1754-2189 . ПМИД 22864200 . S2CID 13305591 .
^ Jump up to: ^а ^б Линдберг, Бенгт (1 января 1972 г.). «[12] Анализ метилирования полисахаридов». В энзимологии, БТ - Методы в (ред.). Сложные углеводы Часть Б. Сложные углеводы Часть B. Vol. 28. Академическая пресса. стр. 178–195. дои : 10.1016/0076-6879(72)28014-4 . ISBN 9780121818913 .
^ Бачич, Антоний; Муди, Сьюзен Ф.; Кларк, Эдриенн Э. (1 марта 1986 г.). «Структурный анализ секретируемой корневой слизи кукурузы (Zea mays L.)» . Физиология растений . 80 (3): 771–777. дои : 10.1104/стр.80.3.771 . ISSN 1532-2548 . ПМЦ 1075198 . PMID 16664700 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Муди, Сьюзен Ф.; Кларк, Эдриенн Э.; Бачич, Энтони (1 января 1988 г.). «Структурный анализ выделяемой слизи из корней пшеницы и вигны». Фитохимия . 27 (9): 2857–2861. дои : 10.1016/0031-9422(88)80676-9 .
^ Джанинацци-Пирсон, В. (1 октября 1996 г.). «Реакция растительных клеток на арбускулярные микоризные грибы: добраться до истоков симбиоза» . Растительная клетка . 8 (10): 1871–1883. дои : 10.1105/tpc.8.10.1871 . ISSN 1040-4651 . JSTOR 3870236 . ПМК 161321 . ПМИД 12239368 .
^ Джонс, Д.Л.; Нгуен, К.; Финли, РД (25 февраля 2009 г.). «Поток углерода в ризосфере: торговля углеродом на границе между почвой и корнем». Растение и почва . 321 (1–2): 5–33. дои : 10.1007/s11104-009-9925-0 . ISSN 0032-079X . S2CID 21949997 .
^ Морель, Жан Луи; Хабиб, Лейла; Плантюре, Сильвен; Гукерт, Арманд (1 сентября 1991 г.). «Влияние корневой слизи кукурузы на устойчивость почвенных агрегатов». Растение и почва . 136 (1): 111–119. дои : 10.1007/BF02465226 . ISSN 0032-079X . S2CID 20105678 .
^ Ле Галль, Самуэль; Берар, Аннет; Пейдж, Дэвид; Ланоэ, Лукас; Бертен, Надя; Дуссан, Клод (2021). «Повышенное производство экзополисахаридов и микробная активность влияют на удержание влаги в почве и полевые продуктивность томатов в условиях дефицита воды» . Ризосфера . 19 : 100408. doi : 10.1016/j.rhisph.2021.100408 . ISSN 2452-2198 .
^ Уильямс, Калифорния; Руис, Сиул Альджади; Петроселли, Кьяра; Уокер, Н.; Флетчер, Д.М. Маккей; Пилейо, Джузеппе; Русе, Тиина (2021). «Физическая характеристика полимерного геля слизи чиа и его влияние на науку о ризосфере: интеграция изображений, МРТ и моделирования для получения информации о почвах, модифицированных растениями и микробами» . Биология и биохимия почвы . 162 (162): 108404. doi : 10.1016/j.soilbio.2021.108404 . S2CID 239687872 .

[:6-1] Jump up to: ^а ^б Уокер, Трэвис С.; Байс, Суровый приятель; Гротеволд, Эрих; Виванко, Хорхе М. (1 мая 2003 г.). «Корневая экссудация и биология ризосферы» . Физиология растений . 132 (1): 44–51. дои : 10.1104/стр.102.019661 . ISSN 1532-2548 . ПМК 1540314 . ПМИД 12746510 .

[2] Баец, Ульрика; Мартинойя, Энрико (01 февраля 2014 г.). «Корневые выделения: скрытая часть защиты растений» (PDF) . Тенденции в науке о растениях . 19 (2): 90–98. doi : 10.1016/j.tplants.2013.11.006 . ПМИД 24332225 .

[:0-3] Jump up to: ^а ^б Джексон, Майк (1 июня 2003 г.). «Ридж, И. (ред.) Растения» . Анналы ботаники . 91 (7): 940–941. дои : 10.1093/aob/mcg100 . ISSN 0305-7364 . ПМК 4242402 .

[:1-4] Jump up to: ^а ^б ^с «Ризосфера — корни, почва и все, что между ними | Изучайте науку в Scitable» . Nature.com . Проверено 1 сентября 2015 г.

[5] Маккалли, Маргарет Э. (1 января 1999 г.). «КОРНИ В ПОЧВЕ: раскрытие сложностей корней и их ризосфер». Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений . 50 (1): 695–718. doi : 10.1146/annurev.arplant.50.1.695 . ПМИД 15012224 .

[6] Читай, БД; Грегори, Пи Джей (1 декабря 1997 г.). «Поверхностное натяжение и вязкость слизи корней аксеновой кукурузы и люпина» . Новый фитолог . 137 (4): 623–628. дои : 10.1046/j.1469-8137.1997.00859.x . ISSN 1469-8137 .

[7] Альберсхайм, Питер; Дарвилл, Алан; Робертс, Кейт; Седерофф, Рон; Штелин, Эндрю (23 апреля 2010 г.). Стенки растительных клеток . Гирляндная наука . ISBN 9781136843587 .

[:2-8] Jump up to: ^а ^б Петтолино, Филомена А.; Уолш, Чери; Финчер, Джеффри Б.; Бачич, Энтони (01 сентября 2012 г.). «Определение полисахаридного состава клеточных стенок растений». Протоколы природы . 7 (9): 1590–1607. дои : 10.1038/нпрот.2012.081 . ISSN 1754-2189 . ПМИД 22864200 . S2CID 13305591 .

[:3-9] Jump up to: ^а ^б Линдберг, Бенгт (1 января 1972 г.). «[12] Анализ метилирования полисахаридов». В энзимологии, БТ - Методы в (ред.). Сложные углеводы Часть Б. Сложные углеводы Часть B. Vol. 28. Академическая пресса. стр. 178–195. дои : 10.1016/0076-6879(72)28014-4 . ISBN 9780121818913 .

[10] Бачич, Антоний; Муди, Сьюзен Ф.; Кларк, Эдриенн Э. (1 марта 1986 г.). «Структурный анализ секретируемой корневой слизи кукурузы (Zea mays L.)» . Физиология растений . 80 (3): 771–777. дои : 10.1104/стр.80.3.771 . ISSN 1532-2548 . ПМЦ 1075198 . PMID 16664700 .

[:4-11] Jump up to: ^а ^б ^с Муди, Сьюзен Ф.; Кларк, Эдриенн Э.; Бачич, Энтони (1 января 1988 г.). «Структурный анализ выделяемой слизи из корней пшеницы и вигны». Фитохимия . 27 (9): 2857–2861. дои : 10.1016/0031-9422(88)80676-9 .

[12] Джанинацци-Пирсон, В. (1 октября 1996 г.). «Реакция растительных клеток на арбускулярные микоризные грибы: добраться до истоков симбиоза» . Растительная клетка . 8 (10): 1871–1883. дои : 10.1105/tpc.8.10.1871 . ISSN 1040-4651 . JSTOR 3870236 . ПМК 161321 . ПМИД 12239368 .

[13] Джонс, Д.Л.; Нгуен, К.; Финли, РД (25 февраля 2009 г.). «Поток углерода в ризосфере: торговля углеродом на границе между почвой и корнем». Растение и почва . 321 (1–2): 5–33. дои : 10.1007/s11104-009-9925-0 . ISSN 0032-079X . S2CID 21949997 .

[14] Морель, Жан Луи; Хабиб, Лейла; Плантюре, Сильвен; Гукерт, Арманд (1 сентября 1991 г.). «Влияние корневой слизи кукурузы на устойчивость почвенных агрегатов». Растение и почва . 136 (1): 111–119. дои : 10.1007/BF02465226 . ISSN 0032-079X . S2CID 20105678 .

[15] Ле Галль, Самуэль; Берар, Аннет; Пейдж, Дэвид; Ланоэ, Лукас; Бертен, Надя; Дуссан, Клод (2021). «Повышенное производство экзополисахаридов и микробная активность влияют на удержание влаги в почве и полевые продуктивность томатов в условиях дефицита воды» . Ризосфера . 19 : 100408. doi : 10.1016/j.rhisph.2021.100408 . ISSN 2452-2198 .

[16] Уильямс, Калифорния; Руис, Сиул Альджади; Петроселли, Кьяра; Уокер, Н.; Флетчер, Д.М. Маккей; Пилейо, Джузеппе; Русе, Тиина (2021). «Физическая характеристика полимерного геля слизи чиа и его влияние на науку о ризосфере: интеграция изображений, МРТ и моделирования для получения информации о почвах, модифицированных растениями и микробами» . Биология и биохимия почвы . 162 (162): 108404. doi : 10.1016/j.soilbio.2021.108404 . S2CID 239687872 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]