Корневая система это: Корень и корневая система — Bio-Lessons

Содержание

Корень и корневая система — Bio-Lessons

Корень и корневая система

Корень — один из основных вегетативных органов листостебельных растений.

Корни выполняют две основные функции:

1) поглощают из почвы воду и полезные вещества, проводят их к стеблю;
2) закрепляют и удерживают растения в почве.

По типу происхождения и развития корни делятся на главные, боковые и придаточные (рис. 1). Главный корень развивается из зародышевого корешка семени. При прорастании семени он углубляется в почву. От главного корня отходят боковые корни. Они участвуют во всасывании воды и питательных веществ из почвы. Придаточные корни отрастают от стебля и листьев.

Рис.1 Корневая система растения

Корневая система — это совокупность всех корней одного растения. Она бывает двух типов. При преобладающем росте главного корня образуется стержневая корневая система (рис. 2).

Рис.2 Стрежневая корневая система одуванчика

При слабом росте или отмирании главного корня и развитии большого числа придаточных корней — мочковатая (рис. 3).


Рис.3 Мочковатая корневая система пшеницы

В стержневой корневой системе очень хорошо развит главный корень. От него по бокам отходят боковые корни. Стержневую корневую систему имеют все двудольные растения: деревья и кустарники, а также многие травянистые — хлопчатник, фасоль, тыква, подсолнечник и др.

В начале развития молодых растений корни удлиняются быстрее, чем стебли, поскольку им приходится всасывать воду из глубоких слоев почвы.

  Зоны корня

  Корень – орган минерального питания. Видоизменения корня

В мочковатой корневой системе главный корень отсутствует или не выделяется среди других. Мочковатую корневую систему составляют многочисленные боковые и придаточные корни одинаковой толщины, собранные в пучок. Такую корневую систему имеют все однодольные растения: злаковые и «лилейные» (луковичные), например пшеница, кукуруза, ячмень, овес, просо, рис, лук, чеснок и др.

Корень — один из основных вегетативных органов листостебельных растений. Корни поглощают из почвы воду и полезные вещества, закрепляют и удерживают растения в почве. Корневая система — это совокупность всех корней одного растения. Выделяют два типа — стержневую и мочковатую корневые системы.


Тест на тему: «Корень и корневая система»

Лимит времени: 0

0 из 15 заданий окончено

Вопросы:

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
  6. 6
  7. 7
  8. 8
  9. 9
  10. 10
  11. 11
  12. 12
  13. 13
  14. 14
  15. 15

Информация

Проверочное тестовое задание включает в себя вопросы с одним и несколькими правильными ответами

Вы уже проходили тест ранее. Вы не можете запустить его снова.

Тест загружается…

Вы должны войти или зарегистрироваться для того, чтобы начать тест.

Вы должны закончить следующие тесты, чтобы начать этот:

Правильных ответов: 0 из 15

Ваше время:

Время вышло

Вы набрали 0 из 0 баллов (0)

Средний результат

 

 
Ваш результат

 

 
максимум из 20 баллов
Место Имя Записано Баллы Результат
Таблица загружается
Нет данных
Ваш результат был записан в таблицу лидеров
  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
  6. 6
  7. 7
  8. 8
  9. 9
  10. 10
  11. 11
  12. 12
  13. 13
  14. 14
  15. 15
  1. С ответом
  2. С отметкой о просмотре

Типы корневых систем

Корневой системой называют все корни растения. Ее формируют главный корень, боковые корни и придаточные корни. Главный корень растения развивается из зародышевого корешка. Придаточные корни обычно отрастают от нижних частей стебля растения. Боковые корни развиваются на главном и придаточном корнях.

Корневая система растений выполняет две основные функции. Во-первых, она удерживает растение в почве. Во вторых, корни всасывают из почвы необходимые растению воду и растворенные в ней минеральные вещества.

Если у растения развивается мощный главный корень, то формируется стержневая корневая система. Если же главный корень остается неразвитым или отмирает, а развитие получают придаточные корни, то у растения формируется мочковатая корневая система.

Стержневой тип корневой системы

Для стержневой корневой системы характерен хорошо развитый главный корень. По внешнему виду он похож на стержень. Главный корень вырастает из зародышевого корешка.

Стержневую корневую систему формирует не только главный корень, но и отходящие от него маленькие боковые корни.

Стержневая корневая система характерна для многих двудольных растений. Хорошо развитый главный корень есть у фасоли, клевера, подсолнечника, моркови, одуванчика.

Однако у многих многолетних растений с изначальной стержневой корневой системой рано или поздно главный корень отмирает. Вместо него от стебля отрастают многочисленные придаточные корни.

Существует подтип стержневой корневой системы — ветвистая корневая система. В этом случае сильное развитие получают несколько боковых корней. В то время как главный корень остается укороченным. Тип ветвистой корневой системы характерен для многих деревьев. Такая корневая система позволяет прочно удерживать мощные ствол и крону дерева.

Стержневая корневая система проникает в почву глубже, чем мочковатая.

Мочковатый тип корневой системы

Для мочковатой корневой системы характерно наличие множества приблизительно одинаковых придаточных корней, которые формируют своеобразный пучок. Придаточные корни отрастают от надземных и подземных частей стебля, реже от листьев.

У растений с мочковатой корневой системой может быть и живой главный корень. Однако если он сохраняется, то не отличается по размеру от остальных корней.

Мочковатая корневая система характерна для многих однодольных растений. Среди них пшеница, рож, лук, чеснок, кукуруза, картофель.

Мочковатая корневая система хотя не проникает в почву так глубоко как стержневая, но она занимает большую площадь у поверхности почвы и плотнее оплетает частицы грунта, что улучшает всасывание водного раствора.

Корень — урок. Биология, Бактерии. Грибы. Растения (5–6 класс).

Функции корня 

1. Корни закрепляют растение в почве и удерживают его.

 

Рис. \(1\). Корни дерева

 

2. Корни всасывают из почвы воду с растворёнными минеральными солями и обеспечивают ими все органы растения.

 

Рис. \(2\). Корни лука

 

3. В корне могут откладываться запасы питательных веществ.

 

Рис. \(3\). Корнеплоды

Виды корней

Различают три вида корней: главные, придаточные и боковые.

 

 

Рис. \(4\). Виды корней

 

Главный корень образуется из зародышевого корешка и появляется первым из семени при его прорастании.

Придаточными называют корни, которые появляются на стеблях, листьях, клубнях, луковицах, корневищах.

 

Главный и придаточные корни могут ветвиться. При этом на них образуются боковые корни.

Типы корневых систем

Совокупность всех корней растения составляет его корневую систему. В зависимости от того, какие корни в неё входят, различают  \(2\) типа корневых систем:

  

Рис. 5. Корневые системы

  

1. стержневая корневая система состоит из одного главного и множества боковых корней.

Пример:

такая корневая система имеется у одуванчика, щавеля, моркови, свёклы и др. 

2. Мочковатая корневая система образована придаточными и боковыми корнями примерно одинаковых размеров. В такой корневой системе главный корень не развит или отмирает.

Пример:

такая корневая система имеется у ржи, кукурузы, лука, подорожника и др.

Зоны корня

Рис. 6. Корневой чехлик

 

На самом кончике корешка находится корневой чехлик. Он состоит из клеток покровной ткани и защищает самую уязвимую часть корня от механических повреждений. Клетки корневого чехлика живут недолго, они постоянно слущиваются и разрушаются.

 

Под корневым чехликом расположены  клетки

образовательной ткани. Это молодые мелкие клетки, которые постоянно делятся. Поэтому этот участок корня называется зоной деления.

  

Рис. 7. Зоны корня

 

Под чехликом расположен конус роста, состоящий из образовательной ткани. Там происходит непрерывное деление клеток. Это зона деления.

  

За зоной деления находится зона роста (растяжения). Здесь клетки вытягиваются, в результате чего растут в длину.

  

За зоной роста находится зона всасывания, в которой происходит поглощение воды и минеральных веществ корневыми волосками.

Поглощённая вода и минеральные вещества двигаются вверх по корню по зоне проведения.

Корневые волоски

Корневой волосок — это вырост клетки корня.

 

Рис. 8. Корневые волоски

 

Большое количество корневых волосков увеличивает поверхность всасывания.

 Поэтому при пересадке растений корни надо беречь и перемещать с наиболее возможным количеством окружающей их почвы.

 

Рис. 9. Корневые волоски под

электронным микроскопом

 

Корневые волоски непосредственно соприкасаются с почвой и поглощают воду и растворённые в ней минеральные вещества.

Источники:

Рис. 1. Корни дерева https://cdn.pixabay.com/photo/2017/02/04/14/43/tree-roots-2037454_960_720.jpg

Рис. 2. Корни лука

Рис. 3. Корнеплоды

Рис. 4. Виды корней https://image.shutterstock.com/image-vector/illustration-biology-types-roots-root-600w-1334535095.jpg

Рис. 5. Корневые системы https://image.shutterstock.com/image-vector/plants-different-types-root-systems-600w-1185197410.jpg

Рис. 6. Корневой чехлик https://image.shutterstock.com/image-photo/onion-alium-cepa-root-tip-600w-1281821146.jpg

Рис. 7. Зоны корня https://image.shutterstock.com/image-vector/diagram-showing-root-structure-plant-600w-1739665265.jpg

Рис. 8. Корневые волоски

Рис. 9. Корневые волоски под электронным микроскопом

Корневая система деревьев, яблони. Корневые системы растений.

Корневая система играет самую важную роль в жизни растений. С помощью корней растения получают все необходимые питательные вещества, которые нужны для их роста и развития.

Существует три основных типа корневой системы: мочковатая, стержневая и смешанная. В этой статье мы хотим рассказать об их характеристиках и особенностях.

У каких растений стержневая корневая система?

У  стержневой корневой системы лидирует главный корень. Он имеет форму стержня, боковые и придаточные корни развиты слабо. Растения со стержневой корневой системой в первые годы жизни медленно наращивают побеги, так как все ресурсы направлены на формирование подземной части растения. Стержневая корневая система способна глубоко уходить в почву. Растения со стрежневой корневой системой лучше переносят засуху, чем переувлажнение.  У многих деревьев и кустарников, которых высаживают на дачных участках, в парках и скверах, имеется стержневая корневая система, это: боярышник, вяз, груша,  дуб черешчатый, сосна, ясень. 

Мочковатая корневая система.

Растения с мочковатой корневой системой подходят для посадки в местах с близким залеганием грунтовых вод,  вблизи  водоемов. Мочковатая корневая система  не  проникает в нижние слои почвы, у нее нет характерного лидирующего корня, она разрастается вширь. Эта особенность ярко выражена у березы, черемухи, ели обыкновенной, в некоторых случаях корни взрослых деревьев  расположены на поверхности почвы.  Растения с мочковатой  корневой  системой: ель, береза, ива, липа, лиственница, ольха.    

Деревья со смешанным типом корневой системы. 

Многие виды деревьев обладают корневой системой смешанного типа. При хорошо развитом центральном корне у  них есть также многочисленные отходящие мочковатые корни. Такой тип корневой системы характерен для  яблони, рябины, клёна. Смешанный тип корневой системы позволяет растениям лучше приспосабливаться  к различным типам почв.  К горизонтальным мочковатым корням поступает кислород и питательные вещества.  Скелетные вертикальные корни отвечают за устойчивость дерева и доставку воды из глубинных почвенных слоев.

Что нужно знать о корневой системе растений при выборе места для их посадки?

Многие садоводы при посадке растений на своем участке ориентируются на размер кроны у растения, стараются соблюсти правильные интервалы между растениями. Для коневой системы действуют такой же принцип: корни растений не должны переплетаться.  Знание особенностей строения корневой системы  у высаженных растений позволит облегчить уход за садом и избежать неприятностей.

Практически на каждом садовом участке произрастет туя, её корневая система мочковатая и разветвленная. Корни разрастаются вширь, у  взрослого растения проекция корней может достигать до 100 см в диаметре. Растения с таким типом корневой не следует высаживать близко к дорожному покрытию, так как корни могут поднять уложенные дорожки. 

У высокорослых растений с мочковатой системой корни занимают большое пространство, и близкое расположение к постройкам  может привести к повреждениям  фундамента. Среди этой группы много лиственных пород: береза, клен, липа, ольха, вяз. 

У деревьев и кустарников со стержневой системой корни уходят в землю очень глубоко, и близкая посадка к коммуникациям может им навредить. Забирая влагу из земли  и вызывая просадку грунта при близком расположении к постройкам, корни могут спровоцировать появление трещин на стенах.  Чтобы таких неприятностей не произошло, следует выдерживать правильное расстояние посадки растений.  Для деревьев расстояние до стен зданий должно быть не менее 5 метров, кустарники не следует высаживать ближе двух метров к зданиям. От подземных коммуникаций  (водопровод, канализация, газ) расстояние до  посадочной  ямы  должно быть не менее 3 метров.

как сажать растения с открытой корневой системой?

Апрель – наиболее подходящий месяц для посадки растений с открытой корневой системой. Оптимальный период, когда на ветках только начинают набухать почки. Сажать деревья и кустарники с листвой уже нельзя. Существует большая вероятность того, что они не приживутся.

О том, как правильно перевезти и посадить растения нам рассказал агроном, ландшафтный дизайнер парков 50-летия Октября, Олимпийской деревни и «Фили» Алексей Бабин. «Такие деревья и кустарники изначально продаются без земли, поэтому перед транспортировкой корни необходимо обмотать влажной тканью и поместить в полиэтиленовый пакет. Благодаря этому они не перегреются и не пересохнут», — говорит специалист. Также он не рекомендует класть, к примеру, яблоню с открытыми корнями на багажник, расположенный на крыше машины: привязывать ее и ехать. За это время корни полностью высохнут.

«Посадку лучше всего производить в «глиняную болтушку». Выкапываем яму под растение, насыпали туда почву, наливаем ведро воды, все это перемешиваем. По консистенции смесь должна напоминать сметану. Опускаем в нее корни, чтобы они покрылись этим раствором. Дальше мы уже засыпаем до необходимого уровня землю, — рассказывает Алексей. – Обязательно обращаем внимание на корневую шейку (место, где ствол куста или дерева переходит в корень). Она не должна быть заглублена. Исключение — только некоторые кустарники, обильно дающие поросль, в числе которых смородина».

В случае, когда мы сильно закапываем корневую систему, растение спустя год-два может погибнуть. Относится это не только к плодовым деревьям, но и ко всем остальным. То есть если сосну или ель заглубили на 15 сантиметров, значит через определенное время начнутся проблемы, растение ослабнет, появятся болезни, вредители и в итоге, скорее всего, погибнет. «Придется откапывать и поднимать его или снижать уровень земли вокруг корневой шейки. Это довольно глобальные работы, которых изначально можно было избежать», — отмечает Алексей Бабин.

В финальной части посадки нужно засыпать яму и плотно утрамбовать землю ногами. «Следует ее примять, не должно быть воздушных полостей, карманов. Неплохо сделать поливочный валик. Вокруг лунки, в которую поместили растение, создается бортик. Он препятствует растеканию воды по участку. Так она поступает непосредственно к корням, — советует агроном. — И в первые дни после посадки полив очень важен. Нужно пару ведер на растение, чтобы корневая система начала нормально функционировать. Ведь пересадка для него – это большой стресс: необходимо заново приспосабливаться к новому, месту, грунту».

Неплохо внести препараты, способствующие росту. Они представлены в садовых магазинах. Можно проливать эпином. Также рекомендовано приобрести удобрения для весенних подкормок, которые содержат больше азота. Применять их нужно строго по инструкции.

— Елена Краснова Фото: pixabay.com

Корневая система

совокупность всех корней одного растения. Характеризуется соотношением степени развития главного, боковых и придаточных корней. У семенных растений различают 2 типа корневой системы — стержневую и мочковатую. Стержневая характеризуется сильным развитием главного корня, достигающего большой длины и хорошо отличающегося от боковых корней. Рекордная глубина проникновения главного корня отмечена в штате Аризона (США) у мескитового кустарника (Prosopis), его корни обнаружены на глубине 53,5 м. В пустынях Средней Азии главный корень песчаной акации проникает А на глубину 30 м. Ж При формировании мочковатой корневой системы главный корень быстро отмирает или по степени развития не отличается от многочисленных придаточных корней, образующих пучок или мочку. Мочковатая корневая система характерна для большинства однодольных растений и некоторых видов двудольных растений (лютик, подорожник). У многих растений, преимущественно древесных (ель, сосна, дуб, береза), а также у некоторых травянистых многолетников, корневая система смешанного типа — с хорошо развитыми главным, боковым и придаточными корнями. Интенсивность развития корневой системы определяется не только видовыми особенностями растения, но и условиями его произрастания. Под влиянием экологических факторов корневая система даже одного вида растения может резко видоизменяться. Например, в горах ель формирует явно выраженный главный корень, растущий глубоко вниз, а также боковые корни, закрепляющиеся в трещинах скал. В таежной зоне корневая система ели поверхностная, главный корень почти не выражен. Поэтому корневая система древесных растений подразделяются на поверхностные (ель, сосна по болоту), глубинные (сосна, дуб) и якорные (ель, сосна на каменистых осыпях в горах). В пределах корневая система корни функционально дифференцированы. Особенно четко это проявляется у древесных растений. Длинные долговечные корни, служащие для расширения площади питания растения и его закрепления в почве, называются ростовыми, или скелетными. Образующиеся на них недолговечные короткие корни, осуществляющие поглощение воды и минеральных веществ, называются питающими, или сосущими. Они развиваются на скелетных корнях весной и к осени отмирают. Сосущие корни могут вступать в симбиоз с грибами, образуя микоризу. Микоризные корни не имеют корневых волосков, а их необычное ветвление приводит к образованию утолщений. Микориза очень широко распространена в природе. У растений (в основном бобовых) встречается и другой тип симбиоза — с азотфиксирующими бактериями из рода Khyzobium. В местах их внедрения на корнях образуются опухоли, имеющие вид клубеньков. Живущие в них бактерии ассимилируют молекулярный азот, переводя его в формы, легкоусваиваемые растениями, которые, в свою очередь, снабжают бактерии органическими веществами. Клубеньки, образованные бактериями других родов, которые также способны фиксировать молекулярный азот, характерны для корней ольхи, кофейного дерева, вейника лесного и др. растений. Высушенные корни некоторых видов многолетних растений используют в фармацевтической практике в качестве лекарственного сырья.

Лит.: Лотова, Л. И. Морфология и анатомия высших растений : учеб. пособ. — М., 2001.

ЗАКРЫТАЯ КОРНЕВАЯ СИСТЕМА – ЧТО ЭТО?

 

Довольно часто мне приходят письма с вопросом : что значит Закрытая корневая система? Особенно, если употребляется сокращённая форма ЗКС и к ней добавлено, допустим, С- 3литра. ЗКС-3литра. Понимать надо так: растение с Закрытой корневой системой в горшке 3 литра, где С=объём горшка. Например: 2хлитровый горшок=С-2л,а 5-ти литровый=С-5л. Все наши растения выращиваются в горшках, контейнерах или специальных пакетах, что и называется Закрытой Корневой Системой(сокращённо ЗКС).

Это очень удобно и для покупателя, и для того кто выращивает. Уменьшается риск повреждения корней при транспортировке и пересадке растений. Мы продаём растения с закрытой корневой системой. Это значит, что молодые растения выращиваются сразу в горшках, контейнерах и специальных мешках или пакетах. В таком виде они и поступают в продажу.

 

 

ПРЕИМУЩЕСТВА САЖЕНЦЕВ С ЗКС Основное преимущество наших растений с закрытыми корнями в том, что саженцы в контейнерах можно высаживать в течение всего вегетационного периода. И хотя стоят они дороже, но приживаемость таких растений практически 100%, т.к. при пересадке не травмируется корневая система. В результате покупки саженца с ЗКС решаются многие проблемы — как сохранить саженец до посадки, как ухаживать для приживаемости, когда ждать цветения и плодоношения

 

ХРАНЕНИЕ САЖЕНЦЕВ С ЗКС ДО ПОСАДКИ Первое и самое главное – отсутствие проблем с хранением до посадки в грунт. Саженцы с закрытой корневой системой (ЗКС) можно высаживать в любое время в течение периода вегетации, то есть весной, летом и осенью. Приобретать наши саженцы можно практически круглый год. При минимальном уходе они спокойно дождутся посадки, даже если она произойдёт через два-три месяца. Саженцы с ЗКС приживаются лучше, чем саженцы с ОКС.

 

 

 

ОСОБЕННОСТИ ПОСАДКИ САЖЕНЦЕВ С ЗКС Сажать растения с закрытой корневой системой довольно просто, этот процесс вряд ли вызовет у вас большие сложности. Но на всякий случай я немного расскажу об этом процессе. Если почва у саженца в горшке недостаточно влажная ставим горшок в ведро с водой на час, чтобы земля в горшке пропиталась водой, а растение напилось и расправило свои веточки и листики. Запас воды поможет ему легче пережить первые дни после посадки. А если вы видите, что почва в горшке хорошо промочена эту процедуру можно и не делать. Яму для растений купленных в горшке всегда надо копать на 10-15см больше самого горшка, а в отдельных случаях и больше. Нужно учитывать, что в яму будем добавлять новую питательную почву и дренаж (при необходимости). Сажаем так, чтобы поверхность земли у саженца совпала с поверхностью земли в месте посадки. Затем постепенно, но обильно поливаем и мульчируем (присыпаем) торфом или любым другим материалом влажную почву вокруг посаженного растения. При посадке в летнее время обязательно, притенить растение после посадки (на 7-10 дней)особенно в южных регионах. Можно также для снятия стресса опрыскать растение раствором эпина (по инструкции 1 мл эпина на 5л воды). Применять раствор эпина только в утреннее или вечернее время.

 

ПРИЖИВАЕМОСТЬ САЖЕНЦЕВ С ЗКС • Еще одним важным фактором в пользу покупки наших растений с ЗКС является высокая (до 100%) приживаемость растений, если,конечно, вы подобрали место в соответствии со всеми потребностями растения. При посадке саженцы вынимают из контейнеров и высаживают с комом земли, благодаря чему их корневая система не травмируется. Безусловно, необходим регулярный полив вновь посаженного растения, рыхление и мульчирование приствольного круга. У растений же с открытыми корнями самые важные для жизни активные корешки погибают через несколько минут на ветру и солнце.

 

САЖЕНЦЫ С ЗКС НАЧИНАЮТ БЫСТРЕЕ ПЛОДОНОСИТЬ Начало цветения и плодоношения у наших саженцев с ЗКС наступает быстрее, поскольку у растений в контейнере корневая система хорошо сформирована и более развита. Например: гортензии, розы, клематисы и многие другие растения зацветают в год посадки. Приобретенный поздней весной или даже летом наш посадочный материал в контейнере за оставшееся до осени время успеет укорениться и подготовиться к зиме должным образом, вероятность хорошо перезимовать у него существенно повышает.

 

Растения с ЗКС не просто так пользуются популярностью среди садоводов. Их легко сажать, они быстро приживаются, и нет надобности выращивать растение с нуля.  Наши растения с ЗКС помогут вам сделать свой сад прекрасным и неповторимым.

 

Успехов вам в этом замечательном деле.

Ваша Алла Александровна.

Корневая система

| Encyclopedia.com

Типы корней

Важность корней

Ресурсы

У большинства растений корневая система представляет собой подземную структуру, которая служит в первую очередь для закрепления растения в почве и поглощения воды и минералов. Корни могут быть менее привычными, чем более заметные цветы, стебли и листья, но они не менее важны для растения.

У корней четыре области: корневая крышка; зона разделения; зона растяжения; и зона созревания (рис. 1).Корневая шляпка — это группа клеток в форме чашки на кончике корня, которая защищает нежные клетки за шляпкой, когда она проталкивается через почву. Корневая крышка выделяет муцигель — вещество, которое действует как смазка, помогая в ее движении. Корневая крышка также играет роль в реакции растения на силу тяжести. Если поставить цветочный горшок на бок, стебель будет расти вверх к свету, а корневая шляпка направит корни вниз. Выше корневого чехлика — зона деления, а выше — зона удлинения.В зоне деления находятся растущие и делящиеся меристематические клетки. После каждого деления клетки одна дочерняя клетка сохраняет свойства клетки меристемы, а другая дочерняя клетка (в зоне растяжения) удлиняется иногда до 150 раз. В результате кончик корня буквально проталкивается сквозь почву.

В зоне созревания клетки дифференцируются и выполняют такие функции, как защита, хранение и проводимость. На поперечном разрезе зона созревания многих корней имеет внешний слой (эпидермис), более глубокий уровень (кора) и центральную область, которая включает проводящую сосудистую ткань.

Эпидермис обычно представляет собой одиночный слой клеток на внешнем крае корня, который поглощает воду и растворенные минералы, функции которого в значительной степени способствует наличие корневых волосков. Корневые волоски образуются в результате роста клеток эпидермиса и ограничиваются небольшим участком около кончика корня. На одном четырехмесячном растении ржи было примерно 14 миллиардов корневых волосков (рис. 2).

Кора головного мозга занимает большую часть объема молодых корней и важна для хранения таких веществ, как крахмал.

В центре корня находится область сосудистой ткани, которая выполняет функцию транспортировки воды вверх по корню и в стебель (в ткани ксилемы), а также в транспортировке углеводов и других веществ от стебля вниз в корень (в тканях ксилемы). ткань флоэмы). Клетки ксилемы и флоэмы либо прикрепляются друг к другу встык, либо имеют конусообразную форму с перекрывающимися стенками, что облегчает перемещение веществ от клетки к клетке. У многих растений один кластер клеток ксилемы и флоэмы занимает относительно небольшую площадь поперечного сечения корня.У других растений цилиндр из сосудистой ткани образует кольцо вокруг центра относительно недифференцированных клеток, называемого сердцевиной.

Корни часто образуют симбиотические ассоциации с почвенными грибами, называемыми микоризами. В этой ассоциации растение получает пользу от фосфора, который поглощается и доставляется грибком, а гриб получает пользу от углеводов, производимых растением. Растения, выращенные при отсутствии микоризы в почве, как правило, хуже растут, чем при наличии микоризы.

Другая симбиотическая корневая ассоциация возникает между такими растениями, как горох и фасоль (семейство Leguminosae), и бактериями Rhizobium.Бактерии проникают в клетки корня, размножаются и при этом образуют клубеньки, где у бактерий есть доступ к углеводам, синтезируемым растением. В свою очередь, бактерии «фиксируют» азот, превращая газообразный азот из атмосферы в азотсодержащие соединения, которые могут использоваться растениями.

У большинства деревьев и полевых цветов один корень, главный корень, более заметен, чем другие волокнистые корни. Главный корень обычно имеет относительно большой диаметр и простирается глубже, чем другие корни растения, и часто имеет дополнительные боковые корни.

Другие растения, особенно травы, имеют мочковатую корневую систему, образованную множеством корней более или менее одинакового размера. В целом стержневые корни распространяются глубже, чем волокнистые корни, причем волокнистые корни занимают большую часть верхних слоев почвы.

Растения могут также образовывать другие типы корней, такие как корни-опоры, которые образуют большие надземные опорные конструкции, такие как нижние стволы растений, таких как лысый кипарис и некоторые фиговые деревья. Корни-опоры особенно полезны для поддержки этих деревьев во влажной почве.Корни опоры возникают либо из нижнего стебля (как у кукурузы), либо из нижних ветвей (как у красного мангрового дерева, баньяна и некоторых пальм), и обеспечивают дополнительную стабильность этим растениям с мелкими корнями. Вьющиеся растения (например, плющ) производят корни, которые помогают прикрепить растение к другим растениям, зданиям и стенам. Другие воздушные корни,

, такие как корни мангровых зарослей, растут из лишенной кислорода грязи, в которой обычно растут эти растения, и помогают поглощать кислород. Этот рост необычен для корней, так как эти корни растут в направлении от силы тяжести, а не по направлению к ней.Возможно, самая необычная корневая система — это корневая система цветочного растения, корни которой превращаются в полую структуру, образованную собственными модифицированными листьями растения. Эта полая структура собирает дождевую воду, которую затем впитывают корни.

Морковь, сахарная свекла, репа и маниока — все корнеплоды, предназначенные для хранения углеводов. Эти соединения хранятся растением в течение зимы для использования в следующем вегетационном сезоне.

Лук, чеснок, картофель и имбирь растут под землей, но не являются корнями; скорее, это стволовая ткань.

КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ

Кора — Кора корня — это относительно мягкая ткань, которая располагается между эпидермисом и внутренними сосудистыми тканями.Функционирует в первую очередь для хранения и перемещения воды в сосудистый цилиндр.

Эпидермис — Самый внешний и обычно единственный слой клеток в корне. Дает рост корневым волоскам.

Волокнистая корневая система — Корневая система, состоящая из множества корней примерно одинакового размера. Волокнистые корни встречаются преимущественно в верхних горизонтах почвы.

Meristem— Группа клеток, основной функцией которых является деление клеток. Деления приводят к образованию одной дочерней клетки, которая продолжает функционировать как меристемная клетка, и одной дочерней клетки, которая дифференцируется в клетки другого типа.

Муцигель— Полисахарид, продуцируемый корнями, который способствует проникновению корней, ингибирует высыхание и увеличивает абсорбцию.

Главный корень— Доминирующий корень, образующийся у большинства растений и от которого возникают дополнительные боковые корни.

модифицирован для выполнения функции хранения. Корень определяется его структурой, а не функцией.

Корни проникают, связывают и стабилизируют почву, помогая предотвратить эрозию почвы. Корни также стимулируют рост почвенных микро- и макроорганизмов, уплотняют почву, изменяют химический состав почвы через их выделения и добавляют органический материал после их смерти.

См. Также Микориза; Фиксация азота.

КНИГИ

Григорий Петр. Корни растений: рост, функции и взаимодействие с почвой. Бостон: Blackwell Press, май 2006 г.

Самнер, Джудит. Американская домашняя ботаника: история полезных растений. Портленд, Орегон: Timber Press, сентябрь 2004 г.

Вайзель, Йоав, Амрам Эшель и Узи Кафкафи, ред. Корни растений: скрытая половина. 3-е изд. Кембридж, Великобритания: CRC, март 2002 г.

Стивен Б. Кэрролл

Сосудистая система | физиология растений

Наблюдайте, как ксилема переносит пищу от корней и как флоэма переносит пищу вниз от листьев

Компоненты сосудистой системы растений.

Encyclopædia Britannica, Inc. См. Все видео к этой статье

Сосудистая система , у растений, совокупность проводящих тканей и связанных поддерживающих волокон. Ткань ксилемы переносит воду и растворенные минералы к листьям, а ткань флоэмы передает пищу от листьев ко всем частям растения.

Состояние ксилемы, древесных элементов стебля, определяет несколько категорий. Протостела имеет твердое ядро ​​ксилемы; у сифоностелы есть открытая сердцевина или сердцевина, заполненная генерализованной тканью, называемой сердцевиной. Прерывистая сосудистая система однодольных (например, трав) состоит из разбросанных сосудистых пучков; непрерывная сосудистая система двудольных растений (например, роз) окружает центральную сердцевину.

Сосудистые пучки проходят вдоль ножки продольно. Сосудистые лучи проходят через ствол в радиальном направлении, помогая проводить от сосудистых пучков к тканям, расположенным рядом с ними.Сосудистые ткани и поддерживающие ткани составляют стелу.

Различают несколько видов сосудистых пучков. В коллатеральном паттерне флоэма лежит только на одной стороне ксилемы, обычно по направлению к внешней стороне стебля. Такое расположение типично для двудольных растений, большинства цветковых растений, таких как розы, яблоки, дубы, сосны и т. Д. Если флоэма находится на внешней и внутренней сторонах ксилемы, пучок является двуболлатеральным. Концентрический пучок имеет ксилему, полностью окруженную флоэмой (амфикрибальное состояние) или флоэмой, полностью окруженной ксилемой (амфивазальное состояние).Закрытые пучки лишены камбия и не могут продолжать рост в боковом направлении. Они типичны для однодольных растений, таких как травы, лилии и пальмы, у которых они разбросаны двумя или более кольцами на стебле.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Корни растения

Корневая система растения постоянно обеспечивает стебли и листья водой и растворенными минералами. В целях для этого корни должны прорасти в новые области почвы.Рост и метаболизм корневой системы растений поддерживается процессом фотосинтеза происходит в листьях. Фотосинтат из листьев переносится через флоэма к корневой системе. Структура корня помогает в этом процессе. Эта секция рассмотрим различные виды корневых систем, а также рассмотрим некоторые специализированные корни. as описывают анатомию корней у однодольных и двудольных.

Корневые системы:

Система стержневого корня:
Характеризуется наличием одного основного корня (стержневого корня), от которого корни меньшего размера появляться.Когда семя прорастает, первый прорастающий корень — это корешок, или первичный. корень. У хвойных и большинства двудольных растений этот корешок перерастает в стержневой корень. Taproots может быть изменен для использования в хранилищах (обычно углеводов), таких как те, которые содержатся в сахарная свекла или морковь. Taproots также являются важными приспособлениями для поиска вода, как те длинные стержневые корни, которые есть у мескита и ядовитого плюща.
Начало страницы

Волокнистая корневая система:
Характеризуется наличием массы корней аналогичного размера.В этом случае корешок прорастающего семени недолговечен и замещается придаточными корнями. Придаточные корни — это корни, которые образуются не на корнях, а на других органах растения. Наиболее Однодольные имеют мочковатую корневую систему. Некоторые волокнистые корни используются как хранилища; для Например, сладкий картофель формируется на волокнистых корнях. Растения с мочковатой корневой системой отлично подходит для борьбы с эрозией, потому что масса корней цепляется за частицы почвы.
Начало страницы

Корневые структуры и их функции:

Корень Наконечник: конец 1 см корня содержит молодые ткани, которые разделены на корневой покров, покоящийся центр и субапикальный регион.
Корневой колпачок : кончики корней покрыты и защищены корневым колпачком. Клетки корневого чехлика происходят из меристемы корневого чехлика, которая продвигает клетки вперед. в область крышки. Клетки корневой крышечки сначала дифференцируются в клетки колумеллы. Клетки колумеллы содержат амилопасты, отвечающие за определение силы тяжести. Эти клетки также могут реагировать на свет и давление со стороны частиц почвы. Один раз columella продвигаются к периферии корневого чехлика, они дифференцируются в периферические клетки.Эти клетки секретируют муцигель, гидратированный полисахарид, образующийся в диктиосомы, содержащие сахара, органические кислоты, витамины, ферменты и аминокислоты. Муцигель помогает защитить корень, предотвращая высыхание. В некоторых растения муцигель содержит ингибиторы, препятствующие росту корней от конкуренции растения. Муцигель также смазывает корень, чтобы он мог легко проникать в почву. Муцигель также способствует усвоению воды и питательных веществ, увеличивая контакт почвы с корнями.Муцигель может действовать как хелатор, высвобождая ионы для поглощения корнем. Питательные вещества в муцигеле могут помочь в создании микоризы и симбиотических бактерий.
Центр покоя : за корневой крышкой находится центр покоя, область неактивных ячеек. Они функционируют, чтобы заменить меристематические клетки меристемы корня. Спокойный центр тоже важен в организации закономерностей первичного роста корня.
Субапикальная область : эта область за неподвижным центром делится на три зоны. Зона деления клеток — это место расположения апикальная меристема (~ 0,5—1,5 мм позади кончика корня). Клетки, происходящие из апикального меристемы добавляют к первичному росту корня. Зона растяжения клетки — клетки, происходящие из апикальной меристемы, увеличиваются в длине в этой области. Удлинение происходит за счет поглощения воды вакуолями.Этот процесс удлинения толкает кончик корня в почву. Зона клеточного созревания — клетки начинаются дифференциация. В этой области можно найти корневые волоски, которые увеличивают впитывание воды и питательных веществ. В этой области клетки ксилемы являются первыми из сосудистые ткани для дифференциации.
Начало страницы

Зрелый корень: первичные ткани корня начинают формироваться внутри или сразу за зоной клеточного созревания в кончик корня.Апикальная меристема корня дает три основных меристемы: протодерму, наземная меристема и прокамбий.
Эпидермис : эпидермис происходит от протодермы и окружает молодой корень толщиной в одну клетку. Эпидермальные клетки не покрыты кутикула, чтобы они могли впитывать воду и минеральные вещества. По мере созревания корней эпидермис заменяется перидермой.
Cortex : внутри эпидермиса находится кора, которая является производной от наземной меристемы.Кора делится на три слоя: гиподерма, клетки запасающей паренхимы и энтодермы. Гиподерма суберинизированная. защитный слой клеток чуть ниже эпидермиса. Суберин в этих клетках помогает в задержке воды. Клетки запасающей паренхимы тонкостенные и часто хранят крахмал. Эндодерма — это самый внутренний слой коры. Энтодермальные клетки плотно упакованы и лишены межклеточных пространств. Их радиальные и поперечные стенки пропитаны лигнином и суберином, образуя структуру, называемую полосой Каспариана.Casparian Strip заставляет воду и растворенные питательные вещества проходить через симпласт (живая часть клетки), что позволяет клеточной мембране контролировать всасывание корнем.
Стела : все ткани внутри энтодермы составляют стелу. Стела включает в себя самый внешний слой, перицикл и сосудистые ткани. В перицикл — это меристематический слой, важный в производстве корней ветвей. В Сосудистые ткани состоят из ксилемы и флоэмы.У двудольных встречается ксилема. в виде звезды в центре корня с флоэмой, расположенной между рукавами ксилемная звезда. Новые ксилемы и флоэма добавляются сосудистым камбием, расположенным между ксилема и флоэма. У однодольных ксилема и флоэма образуют кольцо с центральная часть корня состоит из паренхиматозной сердцевины.
Начало страницы

Корневые системы
Корневые системы
Волокнистая корневая система

Структура корня и их функции
Верхушка корня: молодые ткани корня
Зрелый корень

Вернуться на главную

корней | Безграничная биология

Типы корневых систем и зоны роста

Кончик корня имеет три основные зоны: зону деления клеток, зону растяжения и зону созревания.

Цели обучения

Опишите три зоны верхушки корня и резюмируйте роль каждой зоны в росте корня

Основные выводы

Ключевые моменты
  • В конечном итоге кончики корней образуют два основных типа корневой системы: стержневые и волокнистые корни.
  • Отрастающая верхушка корня защищена корневой крышкой.
  • Внутри кончика корня клетки дифференцируются, активно делятся и увеличиваются в длине, в зависимости от того, в какой зоне расположены клетки.
  • Делящиеся клетки составляют зону деления клеток в прорастающих растениях.
  • Новообразованный корень увеличивается в размерах в зоне растяжения.
  • Дифференцирующиеся клетки составляют зону созревания клеток.
Ключевые термины
  • корешок : рудиментарный побег растения, поддерживающий семядоли в семени и от которого корень развивается вниз; корень зародыша
  • меристема : ткань растения, состоящая из тотипотентных клеток, обеспечивающая рост растений
  • прорастание : начало вегетации или роста из семян или спор

Типы корневых систем

Есть два основных типа корневых систем.У двудольных растений стержневая корневая система, а у однодольных — мочковатая корневая система, также известная как придаточная корневая система. Система стержневого корня имеет основной корень, который растет вертикально вниз, из которого возникает множество более мелких боковых корней. Одуванчики — распространенный пример; их стержневые корни обычно отламываются, когда эти сорняки вырываются из земли; они могут вырастить еще один побег из оставшегося корня. Система стержневого корня глубоко проникает в почву. В отличие от этого мочковатая корневая система расположена ближе к поверхности почвы, где она образует плотную сеть корней, которая также помогает предотвратить эрозию почвы (хорошим примером являются газонные травы, а также пшеница, рис и кукуруза).Некоторые растения имеют сочетание стержневых и волокнистых корней. Растения, произрастающие в засушливых районах, часто имеют глубокую корневую систему, тогда как растения, которые растут в районах с обильным количеством воды, обычно имеют более мелкую корневую систему.

Основные типы корневых систем : (а) Системы стержневых корней имеют главный корень, который растет вниз, в то время как (б) волокнистые корневые системы состоят из множества мелких корней.

Зоны корневого кончика

Рост корней начинается с прорастания семян. Когда зародыш растения выходит из семени, корешок зародыша образует корневую систему.Кончик корня защищен корневым покровом, структурой, характерной только для корней и не похожей на любую другую структуру растения. Корневой покров постоянно заменяется, поскольку он легко повреждается, когда корень проталкивается через почву. Кончик корня можно разделить на три зоны: зону деления клеток, зону растяжения и зону созревания. Зона деления клеток находится ближе всего к кончику корня и состоит из активно делящихся клеток корневой меристемы, содержащей недифференцированные клетки прорастающего растения.Зона удлинения — это место, где новообразованные клетки увеличиваются в длине, тем самым удлиняя корень. Начиная с первых корневых волосков, это зона созревания клеток, где корневые клетки дифференцируются на специализированные типы клеток. Все три зоны находятся примерно в первом сантиметре кончика корня.

Зоны верхушки корня : Продольный вид корня показывает зоны деления, удлинения и созревания клеток. Деление клеток происходит в апикальной меристеме.

Модификации корня

У растений есть самые разные корни для таких разнообразных функций, как структурная поддержка, хранение пищи и паразитизм.

Цели обучения

Объясните причины модификации рута

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Хранящие корнеплоды, в состав которых входит большое количество съедобных овощей, таких как картофель и морковь, являются одними из наиболее широко известных типов модифицированных корнеплодов.
  • Воздушные корни бывают самых разных форм, но действуют аналогично как структурная опора для растения.
  • Паразитические растения имеют особые гаусториальные корни, которые позволяют растению поглощать питательные вещества из растения-хозяина.
Ключевые термины
  • сочные : с мясистыми листьями или другими тканями, в которых накапливается вода
  • эпифит : растение, которое растет на другом, использует его в качестве физической поддержки, но не получает от него питательных веществ и не причиняет ему никакого вреда, если также не приносит пользы

Корневые модификации

У растений есть разные корневые структуры для определенных целей.Есть много различных типов специализированных корней, но два из наиболее известных типов корней включают воздушные корни и корни хранения. Воздушные корни растут над землей, обычно обеспечивая структурную поддержку. Хранящие корни (например, стержневые и клубневые корни) модифицируются для хранения пищевых продуктов.

Воздушные корни встречаются у многих различных видов растений, выполняя различные функции в зависимости от местоположения растения. Эпифитные корни — это тип воздушного корня, который позволяет растению расти на другом растении без паразитарных воздействий.Баньяновое дерево начинается как эпифит, прорастающий в ветвях дерева-хозяина. Воздушные корни опоры развиваются из веток и в конечном итоге достигают земли, обеспечивая дополнительную поддержку. Со временем многие корни сойдутся и образуют ствол. Эпифитные корни орхидей образуют губчатую ткань, поглощающую влагу и питательные вещества из любого органического материала на своих корнях. У винта, похожего на пальму дерева, произрастающего на песчаных тропических почвах, развиваются воздушные корни, которые обеспечивают дополнительную поддержку, которая помогает дереву оставаться в вертикальном положении в зыбучих условиях песка и воды.

Воздушные корни : (а) баньяновое дерево, также известное как фиговый душитель, начинает жизнь как эпифит в дереве-хозяине. Воздушные корни доходят до земли, поддерживая растущее растение, которое в конечном итоге задыхает дерево-хозяин. (B) винт развивает воздушные корни, которые помогают поддерживать растение в песчаных почвах.

Хранящие корнеплоды, такие как морковь, свекла и сладкий картофель, являются примерами корнеплодов, специально модифицированных для хранения крахмала и воды. Обычно они растут под землей для защиты от животных, питающихся растениями.Однако некоторые растения, такие как листовые суккуленты и кактусы, накапливают энергию в своих листьях и стеблях, а не в корнях.

Хранящие корнеплоды : Многие овощи, такие как морковь и свекла, представляют собой модифицированные корнеплоды, в которых хранится еда и вода.

Другими примерами модифицированных корней являются аэрирующие корни и гаусториальные корни. Аэрирующие корни, которые возвышаются над землей, особенно над водой, обычно встречаются в мангровых лесах, которые растут вдоль береговой линии с соленой водой.Гаусториальные корни часто встречаются у растений-паразитов, таких как омела. Их корни позволяют растениям поглощать воду и питательные вещества из других растений.

границ | Биология корневых систем

Корни растений, которые необходимы для закрепления в почве, получения минеральных питательных веществ и воды, а также для синтеза множества метаболитов, представляют собой отличную модель для изучения физиологических, связанных с развитием и метаболических процессов на системном уровне. Проблема понимания таких процессов сравнивается с расшифровкой принципа радио с помощью редукционистского подхода, т.е.е., путем случайного удаления частей из ряда идентичных радиоприемников и наблюдения за «фенотипами», полученными в результате этой процедуры (Лазебник, 2002). Несомненно, понимание (корневой) биологии в целом представляет собой гораздо более сложную задачу, но постоянная разработка новых инструментов и алгоритмов, а также технический прогресс в области омических технологий способствуют быстрому продвижению к более интегративной, целостной картине корневой биологии. 13 статей в этой электронной книге освещают последние результаты, подходы и ресурсы в биологии корневых систем.

Одной из проблем при изучении корней является их многоклеточная сложность. Qiao и Libault (2013) описывают метод, в котором ультразвуковая аэропонная система используется для генерации большого количества корневых волосковых клеток, что обеспечивает единообразную и долгосрочную обработку одного типа клеток с помощью различных биотических и абиотических стимулов для последующего функционирования. приложения для геномики. На развитие корневых волосков влияют факторы окружающей среды почвы, которые максимизируют абсорбционную способность и, в конечном итоге, приспособленность растения.Ли и Чо (2013) суммируют роль ауксина как ключевого игрока и организующего узла для экологической / гормональной модуляции роста корневых волосков. Ауксин также играет ключевую роль в формировании боковых корней, которые, постэмбрионально инициируемые первичным корнем в ответ на стимулы развития и окружающей среды, обеспечивают высокий уровень пластичности для архитектуры корневой системы. Методы визуализации нового поколения и подходы с высокой пропускной способностью, часто используемые в сочетании с вычислительным моделированием, вызвали возрождение исследований в области корневого развития.В своей обзорной статье Cuesta et al. (2013) описывают традиционные и новые инструменты и оценивают их потенциал для решения давних вопросов органогенеза боковых корней на качественно новом уровне.

Структура корня тесно взаимосвязана и формируется под действием питательных веществ, в частности нитратов и фосфатов. Стратегии более активного приобретения ресурсов сельскохозяйственных культур приобретают все большее значение для обеспечения устойчивого производства продуктов питания. Такие стратегии недавно были сосредоточены на корневых признаках с целью более эффективного использования почвенных ресурсов, что облегчило бы переход от высокозатратного монокультурного сельского хозяйства к продуктивным, устойчивым агроэкосистемам с низкими затратами.Тиан и Доернер (2013) оценивают важность поиска корнеплодов и возможность использования естественных вариантов староместных сортов или диких родственников сельскохозяйственных культур для программ селекции с целью получения сельскохозяйственных культур с такими свойствами корня, которые обеспечивают более устойчивую производительность в условиях стресса окружающей среды. например, дефицит фосфата. Азот, в основном принимаемый в виде нитратов, является еще одним важным питательным веществом, которое сильно влияет на структуру корней и имеет решающее значение для продуктивности растений. Модуляция развития корней доступностью азота имеет большое значение для сельского хозяйства, и ее понимание обеспечивает основу для создания зародышевой плазмы с улучшенной корневой архитектурой.Mohd-Radzman et al. (2013) предоставляют обновленные знания о сигнальных компонентах, участвующих в N-опосредованной корневой архитектуре, уделяя особое внимание корневой системе бобовых. Дефицит нитрата приводит к экспрессии примерно 2000 генов, из которых лишь меньшая часть функционально охарактеризована. Объединив общедоступные данные микрочипов из 27 независимых наборов экспериментальных данных, связанных с нитратами, Canales et al. (2014) сгенерировали несколько высоко коэкспрессируемых кластеров генов с надежными функциями в транспорте, передаче сигналов и метаболизме нитратов в корнях Arabidopsis .Помимо определения приоритетности потенциально важных генов для дальнейшей функциональной характеристики, метаанализ выявил несколько предполагаемых ключевых регуляторных факторов, которые контролируют эти модули генной сети, и выдвинули на первый план новые контролируемые нитратами процессы развития, такие как образование корневых волосков.

Переходная зона корня соединяет высокочувствительную верхушку корня с зоной удлинения, в которой осуществляется реакция на стимулы окружающей среды, что приводит к изменениям судьбы клеток и архитектуре корня.Baluška и Mancuso (2013) обсуждают специфические особенности переходной зоны и выдвигают гипотезу, что она действует как командная зона, которая интегрирует экологическую информацию, полученную от апекса, чтобы регулировать реакции клеток в зоне растяжения. Абиотический стресс, такой как засуха, засоление, наводнение и холод, отрицательно сказывается на росте растений и снижает урожайность сельскохозяйственных культур. Сигнатуры специфичных для стресса белков, которые диктуют адаптивные механизмы, описаны с точки зрения протеомики Ghosh and Xu (2014).Достижения в области масс-спектрометрии и фрагментации пептидов значительно улучшают охват протеомных профилей и открывают новые перспективы для анализа молекулярных механизмов, лежащих в основе адаптивных ответов на абиотические стрессы.

Внутренне неупорядоченные белки не принимают складчатую структуру в своей функциональной форме, но выполняют критически важные функции в сигнальных каскадах и сетях факторов транскрипции. Вследствие присущей им конформационной гибкости неупорядоченные белки могут связывать множество партнеров с высокой специфичностью и низким сродством, тем самым усложняя интерактомы.Неупорядоченные белки далеко не редки или анекдотичны, они являются одними из самых важных белков в данном протеоме, что явно противоречит классической взаимосвязи структура-функция. Пазос и др. (2013) постулируют, что белковые нарушения особенно важны для сидячего образа жизни растений, предоставляя им быстрый механизм для получения сложных, взаимосвязанных и универсальных молекулярных сетей для взаимодействия с окружающей средой.

В геноме Arabidopsis существует более 7000 небольших неаннотированных открытых рамок считывания, многие из которых могут кодировать регуляторные пептиды (Hanada et al., 2013). Малые сигнальные пептиды — это растущий класс регуляторных молекул, которые являются частью множества сигнальных сетей, контролирующих развитие корней растений. Delay et al. (2013) рассматривают участие регуляторных пептидов в нескольких аспектах развития корней растений, включая, помимо прочего, поддержание меристемы, гравитропный ответ, развитие боковых корней и формирование сосудов, подчеркивая недавний скачок в нашем понимании их роли в регуляции развивающие программы.

Генные регуляторные сети (GRN) — отличный инструмент для интеграции и анализа сложных биомолекулярных систем на структурном и динамическом уровне. Однако большинство моделей GRN неполны, потому что в них, вероятно, отсутствуют компоненты или взаимодействия из-за отрывочных экспериментальных данных и вычислительных ограничений. Azpeitia et al. (2013) предлагают набор процедур для обнаружения и прогнозирования отсутствующих взаимодействий в булевых сетях и оценивают их применимость для прогнозирования предполагаемых отсутствующих взаимодействий на примере ранее опубликованной сети хороших стволовых клеток Arabidopsis (Azpeitia and Alvarez-Buylla, 2012). .

Исследования в области биологии корней сильно повлияли на создание растений для экспрессии многокомпонентных конструкций ДНК, таких как слияния промоторных / репортерных генов. Emami et al. (2013) представили оптимизированный протокол для быстрой и недорогой генерации многокомпонентных трансгенов на основе стратегии клонирования Golden Gate. Одновременный мониторинг изменений мембранного потенциала в популяциях клеток обеспечит количественную характеристику для оценки вместе с глобальными изменениями активности генов и уровней метаболитов в исследованиях системной биологии.Мацке и Мацке (2013) описывают производство трансгенных растений, сконструированных для экспрессии различных версий генетически закодированных потенциалочувствительных флуоресцентных белков, которые нацелены на плазматическую мембрану и внутренние мембраны растительных клеток. В их статье о гипотезах и теориях описывается прогресс в адаптации технологии, первоначально использовавшейся на нервных клетках животных, для записи электрических паттернов, которые выходят за пределы границ отдельных клеток и одиночных мембранных систем в ответ на различные стимулы в живых растениях.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Аспейтия, Э., и Альварес-Буйлла, Э. Р. (2012). Комплексный системный подход к механизмам развития ниш стволовых клеток корней арабидопсиса: от молекул до сетей и морфогенеза. Завод Мол. Биол . 80, 351–363.DOI: 10.1007 / s11103-012-9954-6

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Аспейтиа, Э., Вайнштейн, Н., Бенитес, М., Мендоса, Л., и Альварес-Буйлла, Э. Р. (2013). Нахождение недостающих взаимодействий с регуляторной сетью гена ниши стволовых клеток корня Arabidopsis thaliana . Фронт. Завод Sci . 4: 110. DOI: 10.3389 / fpls.2013.00110

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Каналес, Дж., Мояно, Т.К., Вильярроэль Э. и Гутьеррес Р. А. (2014). Системный анализ данных транскриптома дает новые гипотезы о реакции корней Arabidopsis на нитратную обработку. Фронт. Завод Sci . 5:22. DOI: 10.3389 / fpls.2014.00022

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Ханада, К., Хигучи-Такеучи, М., Окамото, М., Йошизуми, Т., Симидзу, М., Накаминами, К. и др. (2013). Небольшие открытые рамки считывания, связанные с морфогенезом, скрыты в геномах растений. Proc. Natl. Акад. Sci. США . 110, 2395–2400. DOI: 10.1073 / pnas.1213958110

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Мацке, А. Дж. М., и Мацке, М. (2013). Мембранные «потенциалы-омики»: к визуализации напряжения на уровне популяции клеток в корнях живых растений. Фронт. Завод Sci . 4: 311. DOI: 10.3389 / fpls.2013.00311

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Мохд-Радзман, Н.А., Джорджевич, М.А., Имин Н. (2013). Азотная модуляция сигнальных путей корневой архитектуры бобовых включает фитогормоны и небольшие регуляторные молекулы. Фронт. Завод Sci . 4: 385. DOI: 10.3389 / fpls.2013.00385

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Цяо, З., и Либо, М. (2013). Раскрытие потенциала корневой волосковой клетки как модели единственного типа растительной клетки в биологии корневых систем. Фронт. Завод Sci . 4: 484. DOI: 10.3389 / fpls.2013.00484

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Корневая система растений — определение, типы, части и функции

Корневая система остается подземной или подземной почвой в случае сосудистых растений. Таким образом, он обеспечивает прочность и жесткость растущей системы отростков в неблагоприятных условиях.

Некоторые деревья (например, баньяновое дерево, бонсай и т. Д.) Имеют свою корневую систему над землей. , что относится к воздушным корням.В отличие от стеблей, корни представляют собой неправильно разветвленные структуры, в которых отсутствуют узлы и междоузлия.

У таких растений, как мхи и печеночники, отсутствует корневая система. Клеточные процессы, такие как фотосинтез, помогают функционированию и метаболизму корневой системы. В корневой системе отсутствует устьиц и , которые присутствуют в листьях и стеблях.

Корневая система состоит из наперстковидного корня и нитевидных корневых волосков . В этом контексте мы узнаем определение, типы, характеристики, части и функции корневой системы растений.

Содержание: Корневая система растений

    1. Определение корневой системы
    2. Типы корней
    3. Характеристики
    4. Части корня
    5. Пять функций корневого каталога

Определение корневой системы

Корневая система относится к ветвистым структурам, которые существуют под землей или над землей по отношению к поверхности земли. Корень состоит из твердого корня, меристемы первичного корня и корневых волосков. Рост корневой системы зависит от состава почвы, типа почвы, вида растений и условий роста.Корни представляют собой сложные структуры, общий сухой вес которых может превышать общий вес тела растения. У семени сначала образуется корешок или первичный корень , а затем образуются вторичные, третичные и т.д. корни.

Типы корня

Корни бывают следующих видов:

  1. Система стержневого корня : стержневой корень — это первичная корневая система, состоящая из боковых разветвленных корней с тонкими корешками.
    Пример: морковь, репа и т. Д.
  2. Волокнистая корневая система : выглядит как большой корень одинакового размера, который происходит от основания стебля путем замены первичного корня.Волокнистые корни имеют пушистый вид и состоят из тонких корневых волокон.
    Пример: пшеница, рис, кукуруза и т. Д.
  3. Придаточная корневая система : У этого типа массивный рост корней происходит из любой части тела растения, кроме первичного корня.
    Пример: Баньян, Монстера и т. Д.
Характеристики

Корневая система обладает следующими основными характеристиками:

  1. Корни в основном находятся под землей по отношению к оси растения.
  2. Корневая система:
    • Положительно геотропный.
    • Отрицательно фототропный
    • Положительно гидротропный.
  3. Корень состоит из одноклеточных структур или корневых волосков, которые поглощают воду из почвы.
  4. Кутикула или восковой налет, окружающий эпидермис листа, отсутствует в корневой системе.
  5. В корневой системе отсутствует хлорофилла и устьиц.
  6. В отличие от стеблей не имеет узлов и междоузлий.
  7. Иногда корень претерпевает структурную модификацию для выполнения таких функций, как хранение, дыхание, физическая поддержка и т. Д.

Части корня

Структура корня обычно состоит из трех частей:

Корневой колпачок : Он находится на верхушке корневой системы и имеет вид наперстка. Корневая крышка — это многоклеточная структура , расположенная проксимальнее первичной меристемы. Он также выделяет слизи , которая действует как смазывающий агент. Слизь, выделяемая корневым покровом, защищает корневую систему от пересыхания. Немногочисленные водные растения, такие как Пистия, Экхорния и т. Д., иметь корневой карман вместо корневого колпачка.

Корневая меристема : находится на 1 мм выше корневой крышечки и относится к «зоне меристематической активности ». Эта область содержит клетки небольшого размера, тонкостенную и плотную протоплазму. Здесь клетки подвергаются повторным клеточным делениям. «Зона удлинения » относится к области, где некоторые клетки быстро увеличиваются, расположенной проксимальнее меристематической зоны. Клетки в зоне растяжения увеличивают длину корня.

Корневые волоски : Клетки в зоне удлинения подвергаются размножению и дифференцировке с образованием зрелых клеток. Зрелые клетки проксимальнее области удлинения составляют область созревания . Эпидермальные клетки зоны созревания дают начало тонким нитевидным корневым волоскам. Корневые волоски выполняют функциональную роль в поглощении воды и минералов из почвы.

Пять функций корня

Корни выполняют в растениях пять различных ролей:

Крепление и физическая поддержка : Корневая система прикрепляет тело растения или систему побегов к почве.Корни под землей помогают поддерживать положение растения , оказывая физическую поддержку. Стержневой корень обеспечивает лучшее прикрепление растения к почве и делает растение устойчивым к опрокидыванию во время шторма.

Поглощение и проводимость : Корни способствуют поглощению воды и передаче растворенных минералов и питательных веществ в почву к телу растения. Корневые волоски — это тонкие структуры, существующие в непосредственной близости от земли, и поглощают питательные вещества из почвы.

корневых волосков поглощают питательные вещества и проводят их в систему побегов через ксилему через капиллярное действие. Таким образом, корневая система обеспечивает растение питанием для роста и развития. Кроме того, волокнистые корни более эффективно поглощают питательные вещества глубоко в почве.

Хранение продуктов : Корневая система также действует как орган хранения растения, который в основном хранит воду и углеводы. Растение готовит пищу во время фотосинтеза и накапливает в специализированных частях растения, таких как лист, стебель и корни.Стержневой корень более эффективен в поглощении пищи, чем волокнистый корень.

Роль в фотосинтезе : Корни играют важную роль в процессе фотосинтеза. Растение получает воду из корневой системы и выделяет излишки воды через устьица путем транспирации. Когда пары воды выходят из устьиц, CO 2 проникает в растительную клетку, необходимую для фотосинтеза.

Экологические функции : Корни являются частью экологии почвы, способствуют агрегации почвы и защищают растение от уноса ветром или водой.

Волокнистая корневая система — обзор

2 Поглощение, транспортировка и хранение кадмия в зерновых

Кадмий — это микроэлемент в почве. Но антропогенное воздействие привело к увеличению Cd на сельскохозяйственных полях и к увеличению воздействия Cd на культурные растения. Злаки, как однодольные, имеют мочковатую корневую систему (рис. 15.1). Этот тип корневой архитектуры характеризуется большим количеством боковых корней, выходящих из стебля (Rich and Watt, 2013). Эти корни образуют мат в почве за счет ветвления, а глубина, на которой происходит рост корней, обычно ограничивается 40.0–50,0 см. Преимущество такой корневой системы состоит в том, что она способствует усвоению питательных веществ для растений. Внесение удобрений часто ограничивается верхними горизонтами почвы, и, следовательно, корни злаков сталкиваются с большим количеством Cd во время внесения загрязненных Cd фосфорных удобрений. Кроме того, большая площадь поверхности волокнистых корней увеличивает вероятность контакта корня с Cd. Таким образом, очевидно, что структура корня злаков существенно влияет на накопление Cd. Среди злаков рис, кукуруза и сорго содержат один первичный корень, тогда как тритикале и пшеница содержат от шести до семи (Rich and Watt, 2013).Корневая система кукурузы самая большая среди злаков. Корневые волоски как кукурузы, так и пшеницы достигают длины до 1000,0 мкм, а у ячменя — до 600,0 мкм. Сорго отличается относительно большим количеством боковых корней, чем у других злаков. Корнеплоды у проса тонкие и самые мелкие среди злаков. Семенные корни и корончатые корни присутствуют у растений риса вместе с двумя разными типами боковых корней (L-тип — длинный и ветвящийся, S-тип — короткий и неразветвленный). Помимо морфологических различий, рост корней злаков также влияет на реакцию на стресс окружающей среды (Rao and Ito, 1998).Наблюдаемая разница в морфологии корней создает разницу в экспозиции и накоплении Cd. Среди зерновых культур кукуруза накапливает самые высокие уровни Cd, и этот эффект зависит не только от продуктивности биомассы, но и от производства хелаторов металлов. Обработка с низким содержанием Cd увеличивала количество корневых волосков у растений риса. Этот эффект объясняется выработкой супероксида, закиси азота и путями передачи сигналов этилена (Abozeid et al., 2017). Но более высокие дозы обработки Cd замедляли развитие и рост корневых волосков у растений риса.Более высокие дозы Cd приводили к накоплению Cd во всех областях корня (Lux et al., 2011). Концентрация Cd в области коры была выше, чем в перицикле и энтодерме. Таким образом, корни являются основным местом контакта Cd, присутствующего в почве, что существенно влияет на накопление Cd в злаках, а вероятность накопления Cd в злаках относительно выше, чем у культурных растений с системой стержневых корней.

Рисунок 15.1. Поглощение и хранение кадмия (Cd) в зерновых. Cd ризосферы подвергается хелатированию с хелаторами, присутствующими в корневых экссудатах.Воздушный транспорт Cd в злаках часто ограничен из-за образования ризокомплексов. Транспорт Cd также ограничен из-за апопластической иммобилизации Cd, и есть шанс исключения Cd через поток транспирации.

Поглощение и транспорт кадмия в корнях злаков происходит как по апопластическим, так и по симпластным путям (Lux et al., 2011). Поглощение Cd корнем злаков происходит с помощью переносчиков металлов. Семейства транспортеров Cd, которые принимают участие в поглощении и транспорте Cd в злаках, представляют собой транспортеры тяжелых металлов АТФазы P-типа (HMA), природный ассоциированный с резистентностью белок макрофагов (NRAMP) и Zrt- и Irt-подобные белки (ZIP), которые имеют широкий диапазон субстратов (Sebastian, Prasad, 2014a, b, c; Persans et al., 2001). Эти переносчики помогают захвату Cd из апопласта, а также внутриклеточному перемещению Cd. Вакуолярный транспорт Cd происходит в виде комплексов с металлами. Cd-фитохелатин и комплекс Cd-органическая кислота перемещаются в вакуоли с помощью семейства белков АТФ-связывающих кассетных транспортеров (ABC). Транспорт Cd от корня к надземным частям происходит во время загрузки ксилемы, и этот процесс происходит с помощью транспортеров, принадлежащих к семейству HMA (Uraguchi et al., 2009). Кроме того, транспорт Cd происходит с помощью Cd-специфических транспортеров, таких как транспортер низкоаффинных катионов (LCT1), и эти транспортеры участвуют в накоплении Cd в зерне (Uraguchi et al., 2011). Транспортер, а именно ATP-связывающий кассетный транспортер подсемейства C член 13, помогает транспорту Cd в ксилемных клетках пшеницы (Kretzschmar et al., 2011). Поскольку загрузка ксилемы является АТФ-зависимым процессом, воздушный транспорт Cd зависит от путей производства АТФ в клетках, таких как митохондриальное дыхание и фотосинтетический транспорт электронов. Итак, воздушная транслокация Cd препятствует, когда токсичность из-за Cd замедляет биосинтез АТФ. Транспорт Cd к новообразованным листьям обнаруживается через флоэму.Вход и межклеточный пассаж Cd в листьях злаков происходит с помощью семейств транспортеров NRAMP и ZIP (Thomine et al., 2000). Кадмий попадает с листьями либо в вакуоль, либо во флоэму (Tian et al., 2016a, b). Вакуолярное хранение Cd необходимо для поддержания функционирования основных метаболических путей, таких как фотосинтез. Вакуолярная секвестрация Cd также обеспечивает большее накопление Cd в листьях, что является характерной особенностью растений-гипераккумуляторов металлов. Злаки накапливают больше Cd в корнях по сравнению с листьями (Harris and Taylor, 2013).Этот эффект был результатом хелатирования металлов в корнях. В корнях злаков во время погружения образуются ткани аэренхимы, содержащие кислород (Sebastian and Prasad, 2015a, b). Когда ионы Fe и Mn контактируют с кислородом, присутствующим в этих тканях, оксиды Fe и Mn осаждаются в апопласте корня. Адсорбция Cd этими оксидами происходит очень часто, что, в свою очередь, вызывает задержку большего количества Cd в корне (Sebastian and Prasad, 2016). Примечательно, что содержание Cd в листьях варьируется таким образом, что в жилках и краях листа накапливается больше Cd (Dong et al., 2017). Но более высокая доза обработки Cd задерживает развитие жилок и, следовательно, препятствует накоплению Cd в листьях.

Злаки накапливают Cd в зерне (Sebastian, Prasad, 2014a, b, c). Обычно накопление Cd в зерне зависело от общего Cd и pH почвы. Но минеральные вещества повлияли на накопление кадмия в пшенице. Например, было обнаружено, что внесение азотных удобрений увеличивает накопление кадмия в растениях (Cheng et al., 2016). Но более высокое содержание в зернах K, Mg, Cu и Mn в рисовых растениях привело к более низкому накоплению Cd (Shao et al., 2018). Дефицит таких элементов, как Fe, или присутствие токсичных элементов, таких как Al, приводит к высвобождению хелаторов металлов из корня, а хелатирующая активность этих соединений способствует накоплению Cd в корне (Sebastian and Prasad, 2014a, b, c). Транслокация Cd от корня к побегу посредством нагрузки ксилемы является ключевым процессом, опосредованным растением, который контролирует накопление Cd в зернах (Uraguchi et al., 2009). Это исследование отвергло возможность зависимости симпластического транспорта Cd от времени и концентрации влиять на накопление Cd в зерне злаков.Среди зерновых культур наибольшее накопление Cd наблюдается в зернах кукурузы, за ней следуют пшеница и рис (Corguinha et al., 2015). Транспорт Cd к зерну опосредуется через транспортеры во флоэме, такие как LCT1 и переносчики, подобные желтым полосам (Uraguchi and Fujiwara, 2012). Сообщалось, что транспорт Cd из ксилемы во флоэму происходит в узлах злаков. Также ремобилизация Cd из листьев в зерно также происходит в злаках (Uraguchi and Fujiwara, 2012). Хелатирующие металлы пептиды, такие как фитохелатин, играют ключевую роль в ремобилизации Cd из листьев в зерна злаков (Yan et al., 2018). Таким образом, очевидно, что поглощение, перенос и хранение Cd в зерновых находятся под контролем физико-химических характеристик почвы, мембранных переносчиков, хелаторов металлов, а также молекулярных, физиологических процессов, и контроль этих факторов помогает управлять накоплением Cd.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.