30.20: Рослинні сенсорні системи та відповіді - реакції рослин на гравітацію
- Page ID
- 5159
- Опишіть роль амілопластів у гравітропізмі
Незалежно від того, проростають вони на світлі чи в повній темряві, пагони зазвичай проростають із землі, тоді як коріння ростуть вниз у землю. Рослина, покладена на бік в темряві, буде направляти пагони вгору, коли буде дано достатньо часу. Гравітропізм гарантує, що коріння ростуть у ґрунт і що пагони ростуть до сонячного світла. Зростання верхівкового верхівки пагона вгору називається негативним гравітропізмом, тоді як зростання коренів вниз називається позитивним гравітропізмом.
Проміжок часу гороху та росту коренів: Проміжок часу вирощування горохової рослини з насіння, показуючи як пагін, так і кореневу систему. Коріння росли вниз у напрямку гравітації, що є позитивним гравітропізмом, і втеча росте вгору подалі від гравітації, що є негативним гравітропізмом.
Причина, по якій рослинам відомо, яким способом рости у відповідь на гравітацію, пов'язана з амілопластами в рослині. Амілопласти (також відомі як статоліти) - це спеціалізовані пластиди, які містять гранули крохмалю і осідають вниз у відповідь на гравітацію. Амілопласти зустрічаються у пагонів і в спеціалізованих клітиках кореневої капелюшки. Коли рослина нахиляється, статоліти опускаються на нову нижню клітинну стінку. Через кілька годин втеча або корінь покаже зростання в новому вертикальному напрямку.
Механізм, який опосередковує гравітропізм, досить добре зрозумілий. Коли амілопласти осідають на дно гравітаційних клітин в корені або пагоні, вони фізично контактують з ендоплазматичним ретикулумом (ЕР). Це викликає вивільнення іонів кальцію зсередини ЕР. Ця сигналізація кальцію в клітині викликає полярний транспорт рослинного гормону індол оцтової кислоти (ІАА) на дно клітини. У коренях висока концентрація ІАК пригнічує подовження клітин. Ефект уповільнює ріст на нижній стороні кореня, тоді як клітини нормально розвиваються на верхній стороні. ІАА має протилежний ефект у пагонів, де більша концентрація на нижній стороні пагона стимулює розширення клітин і змушує пагін рости. Після того як втеча або корінь почнуть рости вертикально, амілопласти повертаються в нормальне положення. Інші гіпотези, які залучають всю клітину в ефекті гравітропізму, були запропоновані для пояснення того, чому деякі мутанти, яким не вистачає амілопластів, все ще можуть проявляти слабку гравітропну реакцію.
Ключові моменти
- Позитивний гравітропізм виникає, коли коріння ростуть у ґрунт, оскільки вони ростуть у напрямку сили тяжіння, тоді як негативний гравітропізм виникає, коли пагони ростуть до сонячного світла в протилежному напрямку сили тяжіння.
- Амілопласти осідають на дні клітин пагонів і коренів у відповідь на гравітацію, викликаючи кальцієву сигналізацію і виділення індолоцтової кислоти.
- Індол оцтова кислота пригнічує подовження клітин в нижній стороні коренів, але стимулює розширення клітин у пагонів, через що пагони ростуть вгору.
Ключові умови
- амілопласт: непігментована органела, знайдена в деяких рослинних клітині, яка відповідає за синтез і зберігання крохмальних гранул шляхом полімеризації глюкози
- статоліт: спеціалізована форма амілопласту, що бере участь у гравісприйнятті корінням рослин та більшістю безхребетних
- гравітропізм: здатність рослини змінювати своє зростання у відповідь на гравітацію