理解植物取向

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向光性

Auxins Phototropism

向光性是生物体对光线的定向生长。在许多维管植物中表现出向光生长或正向生长,例如被子植物,裸子植物和蕨类植物。这些植物的茎表现出正的向光性,并沿着光源的方向生长。光感受器在里面植物细胞检测光照,植物激素,如生长素,被引导到茎部离光最远的一侧。生长素在茎的阴暗面上的积累导致该区域的细胞比茎的对侧细胞以更高的速度伸长。结果,茎向远离积累的生长素一侧的方向弯曲,向光的方向弯曲。植物茎和茎叶子证明正向光性,而根(主要受重力影响)倾向于显示负向光性. 自从光合作用传导细胞器,称为叶绿体,最集中在叶片中,这些结构能够获得阳光是很重要的。相反,根系的功能是吸收水和矿物质养分,而这些养分更可能从地下获得。植物对光的反应有助于确保获得保存生命的资源。

向日性是一种向光性,其中某些植物结构,通常是茎和花,在太阳穿过天空时,沿着太阳从东到西的路径移动。一些向阳性植物也能在夜间将花转向东方,以确保它们在日出时朝向太阳。这种跟踪太阳运动的能力是在年轻的向日葵植株中观察到的。当它们成熟时,这些植物失去了向日能力,并保持向东的位置。向日性促进植物生长,并提高朝东花朵的温度。这使得向日性植物对传粉者更具吸引力。

Flowering Shamrock Phototropism

变薄

Thigmotropism Tendrils

变薄描述植物在接触或接触固体物体时的生长。积极的thigmostropism表现为攀缘植物或藤蔓植物,它们具有称为卷须. 卷须是一种线状附属物,用来缠绕在固体结构周围。经过修饰的植物叶、茎或叶柄可以是卷须。当卷须生长时,它以旋转模式生长。尖端向不同方向弯曲,形成螺旋形和不规则圆。生长中的卷须的运动几乎像是植物在寻找接触。当卷须与物体接触时,卷须表面的感觉表皮细胞受到刺激。这些细胞向卷须发出信号,使卷须缠绕在物体周围。

Tendril coiling is a result of differential growth as cells not in contact with the stimulus elongate faster than the cells that make contact with the stimulus. As with phototropism, auxins are involved in the differential growth of tendrils. A greater concentration of the hormone accumulates on the side of the tendril not in contact with the object. The twining of the tendril secures the plant to the object providing support for the plant. The activity of climbing plants provides better light exposure for photosynthesis and also increases the visibility of their flowers to 传粉者.

While tendrils demonstrate positive thigmotropism, roots can exhibit 负变薄性有时当树根伸入地面时,它们通常向远离物体的方向生长。根系生长主要受重力影响,根系倾向于生长在地下,远离地表。当树根与物体接触时,它们通常会随着接触刺激而改变向下的方向。避开物体可以使根系在土壤中不受阻碍地生长,并增加其获得养分的机会。

向重力性

Germinating Seed

向重力性向地性是对重力的反应。向重力性在植物中非常重要,因为它引导根系生长向重力的拉力(正向重力性)和​茎向相反方向生长(负向重力性)。植物的根和芽系统在重力作用下的方向可以在幼苗的萌发阶段观察到。当胚根从种子中出现时,它会沿着重力方向向下生长。如果种子以这样一种方式转动,即根部指向远离土壤的上方,则根部将弯曲并重新定向回重力方向​拉。相反地,正在发育的枝条逆着重力向上生长。

The root cap is what orients the root tip toward the pull of gravity. Specialized cells in the root cap called 平衡细胞被认为负责重力感应。在植物茎中也发现了稳定细胞,它们含有细胞器打电话淀粉体.淀粉体用作淀粉仓库。致密的淀粉粒使淀粉体在重力作用下沉积在植物根中。淀粉质体沉淀诱导根冠向根的一个区域发送信号,该区域称为延伸区. 伸长区的细胞负责根的生长。该区域的活动导致根部的差异生长和弯曲,使生长向下朝向重力方向。如果根的移动方式改变了稳定细胞的方向,淀粉体将重新定位到细胞的最低点。淀粉体位置的变化由稳定细胞感知,然后向根的伸长区发出信号,以调整弯曲方向。

Auxins also plays a role in plant directional growth in response to gravity. The accumulation of auxins in roots slows growth. If a plant is placed horizontally on its side with no exposure to light, auxins will accumulate on the lower side of the roots resulting in slower growth on that side and downward curvature of the root. Under these same conditions, the plant stem will exhibit 负向重性. 重力会导致生长素在茎的下半部积累,这将导致该侧的细胞比另一侧的细胞以更快的速度伸长。因此,嫩枝会向上弯曲。

向水性

Mangrove Roots

向水性是响应水浓度的定向生长。这种向性在植物中很重要,通过正向水性防止干旱,通过负向水性防止水分过饱和。这对于干旱地区的植物尤其重要生物群落能够对水的浓度作出反应。水分梯度在植物根中被感知。这个细胞在离水源最近的一侧,根的生长速度比另一侧慢。植物激素脱落酸(aba)在诱导根伸长区的差异生长中起重要作用。这种差异生长导致根系向水的方向生长。

在植物根系表现出向水性之前,它们必须克服其向重力的倾向。这意味着根部对重力的敏感度必须降低。对植物向重力性和向水性之间相互作用的研究表明,暴露于水梯度或缺水可诱导根系表现出向重力性以上的向水性。在这些条件下,根静止细胞中的淀粉体数量减少。淀粉体较少意味着根系不受淀粉体沉降的影响。根冠中淀粉体的减少有助于使根系克服重力的拉力,并对水分做出反应。水分充足的土壤中的根在根冠中有更多的淀粉体,对重力的反应比对水的反应大得多。

更多的植物取向

Opium Poppy Pollen Grains

Two other types of plant tropisms include thermotropism and chemotropism. 嗜热性生长或运动是对热或温度变化的反应,而趋化性增长是对化学物质的反应。植物根系在一个温度范围内可能表现出正的向热性,在另一个温度范围内可能表现出负的向热性。

Plant roots are also highly chemotropic organs as they may respond either positively or negatively to the presence of certain chemicals in the soil. Root chemotropism helps a plant to access nutrient-rich soil to enhance growth and development. Pollination in flowering plants is another example of positive chemotropism. When a 花粉花粉落在雌性生殖结构上,称为柱头,花粉粒萌发形成花粉管。花粉管的生长是通过从子房释放化学信号而朝向子房的。

来源

  • 阿塔米安,哈格普s。等人,《向日葵向日葵向日葵性、花向和传粉者访问的昼夜调节》,《科学》,美国科学促进会,2016年8.月5.日,science.sciencemag.org/content/353/6299/587.full
  • 陈如金等,“高等植物的向重力性”,《植物生理学》,第120卷(2),1999年,第343-350页,内政部:10.1104/pp.120.2.343
  • 迪特里希、丹妮拉等。”根向水性是通过皮层特异性生长机制控制的”,《自然植物》,第3.卷(2017):17057.nature.com网状物2018年2.月27日。
  • 埃斯蒙,c、 亚历克斯等人,《植物向性:为固着生物体提供运动的力量》,《国际发育生物学杂志》,第492005卷,第665-674页,内政部:10.1387/ijdb.052028ce
  • 斯托·埃文斯,艾米丽·l。等人,“nph4拟南芥中生长素依赖性差异生长反应的条件调节剂”,《植物生理学》,第118(4)卷,1998年,第1265-1275页,内政部:10.1104/118.4.1265
  • 高桥、信佑等。”拟南芥和萝卜幼苗根中的向水性通过降解淀粉体与向重力性相互作用”,《植物生理学》,第132(2)卷,2003年,第805-810页,内政部:10.1104/018853

  • 发表于 2021-09-03 22:48
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  • 分类:生物

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