Слизь корня - Root mucilage

Корень слизь изготовлен из заводского полисахариды или длинные цепочки молекул сахара.[1][2] Эта секреция полисахаридов корневой экссудат образует студенистое вещество, которое прилипает к шляпки корней.[3] Известно, что слизистая корня играет роль в формировании отношений с почвенные формы жизни.[1][4] То, как секретируется эта слизь, является предметом споров, но появляется все больше доказательств того, что слизь происходит из разорванных клеток. По мере того, как корни проникают в почву, многие клетки окружающие шляпки корней постоянно опадают и заменяются.[5] Эти разорванные или лизированный клетки высвобождают свои составные части, которые включают полисахариды, образующие корневую слизь. Эти полисахариды происходят из аппарат Гольджи и посадить клеточная стенка, которые богаты растительными полисахаридами.[6] В отличие от животное клетки, клетки растений имеют клеточную стенку, которая действует как барьер, окружающий клетку, обеспечивая прочность, которая поддерживает растения, как скелет.

Эта клеточная стенка используется для производства повседневных продуктов, таких как древесина, бумага, и естественный ткани, включая хлопок.[7]

Слизь из корней 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] Эта коллективная секреция известна как корневой экссудат. Этот корневой экссудат предотвращает заражение корней. бактерии и грибы, помогает корням проникать в почву и может создавать благоприятный для растений микроклимат.

Состав слизи корня

Чтобы определить сахар в слизистой оболочке корня, моносахарид проводят анализ и анализ моносахаридной связи. Анализ моносахаридной связи включает метилирование слизь корня, содержащая полисахариды. Слизь корня гидролизованный использование кислоты для расщепления полисахаридов на их моносахаридные компоненты.[8] Затем существующие моносахариды восстанавливаются, чтобы раскрыть свои кольца. Затем моносахариды с открытым кольцом ацетилируются и обычно разделяются с помощью газовой хроматографии, хотя жидкостная хроматография также используется. Затем массы моносахаридов определяют с помощью масс-спектрометрии.[9] В газовая хроматография Время удерживания и масс-спектрометрическая хроматограмма используются для определения того, как моносахариды связаны с образованием полисахаридов, которые образуют слизь корня. Для анализа моносахаридов, который выявляет сахара, которые образуют корневую слизь, ученые гидролизуют корневую слизь с помощью кислоты и пропускают образцы непосредственно через газовая хроматография, связанная с масс-спектрометрией.[8][9]

Несколько ученых определили состав слизи корней растений, используя моносахарид анализ и анализ связей, показывающий, что Кукуруза (Zea mays) слизь корня содержит высокий уровень галактоза, ксилоза, арабиноза, рамноза, и глюкоза, и более низкие уровни уроновая кислота, манноза, фукоза, и глюкуроновая кислота.[10] Пшеница (Triticum aestivum) слизь корня также содержит высокий уровень ксилозы, арабинозы, галактозы, глюкозы и более низкий уровень рамнозы, глюкуроновой кислоты и маннозы.[11] Cowpea (Vigna 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 слизистой оболочки корней определяли с использованием анализа моносахаридов и анализа моносахаридных связей. Определив следующие моносахариды, а также их связи, ученые определили наличие пектин, арабиногалактановые белки, ксилоглюкан, арабинан и ксилан, которые представляют собой полисахариды, специфичные для растений, в слизистой оболочке корней растений.

Важность и роль слизистой оболочки корня

Растения используют до 60% своей энергии, выделяя корневую слизь, которую они производят из фотосинтез что происходит в листьях.[4] Слизь корней играет важную роль в развитии симбиотических отношений с почвенными грибами. Известно, что это важное соотношение влияет на 94% наземных растений,[11] и приносит пользу растениям, увеличивая поглощение воды и питательных веществ из почвы, особенно фосфора. Взамен грибы получают пищу в виде углеводы из растения в виде измельченной корневой слизи. Без этого отношения многие растения будут бороться за получение достаточного количества воды или питательных веществ.[12]

Во многих лесах микоризные грибы формируют отношения с большинством растений и даже образуют связи с другими грибами микоризы.[13] Это соединение связывает небольшие растения с кустами и деревьями. Эта сеть корней растений и грибов образует сеть гифы или корневидных ветвящихся нитей, и называется Древесная паутина.[13] Эта сеть гифов грибов может при необходимости переносить воду и питательные вещества из одной части леса в другую. Он также может переносить углеводы по сети, чтобы сеть не была нарушена из-за недостатка углеводов.[14]

Клейкий слой корней также помогает почве прилипать к корням.[15] Целью этого является поддержание контакта растения с почвой, чтобы растение могло регулировать уровень воды, которую оно может поглощать, уменьшить трение, чтобы корни могли проникать через почву, и поддерживать микроклимат.[16]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Уокер, Трэвис С .; Байс, Суровый Пал; Гротевольд, Эрих; Виванко, Хорхе М. (01.05.2003). «Корневая экссудация и биология ризосферы». Физиология растений. 132 (1): 44–51. Дои:10.1104 / стр.102.019661. ISSN  1532-2548. ЧВК  1540314. PMID  12746510.
  2. ^ Баец, Ульрике; Мартиноя, Энрико (01.02.2014). «Корневые экссудаты: скрытая часть защиты растений» (PDF). Тенденции в растениеводстве. 19 (2): 90–98. Дои:10.1016 / j.tplants.2013.11.006. PMID  24332225.
  3. ^ а б Джексон, Майк (2003-06-01). "Ридж, И. (ред) Растения". Анналы ботаники. 91 (7): 940–941. Дои:10.1093 / aob / mcg100. ISSN  0305-7364. ЧВК  4242402.
  4. ^ а б c «Ризосфера - корни, почва и все, что между ними | Изучите науку в Scitable». Nature.com. Получено 2015-09-01.
  5. ^ Маккалли, Маргарет Э. (1999-01-01). «КОРНИ В ПОЧВЕ: раскрывая сложность корней и их ризосфер». Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений. 50 (1): 695–718. Дои:10.1146 / annurev.arplant.50.1.695. PMID  15012224.
  6. ^ Читайте, Д. Б .; Грегори, П. Дж. (1997-12-01). «Поверхностное натяжение и вязкость слизи аксенической кукурузы и корней 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; Стахелин, Эндрю (23.04.2010). Стенки клеток растений. Наука о гирляндах. ISBN  9781136843587.
  8. ^ а б Петтолино, Филомена А .; Уолш, Чери; Финчер, Джеффри Б.; Бачич, Антоний (01.09.2012). «Определение полисахаридного состава стенок клеток растений». Протоколы природы. 7 (9): 1590–1607. Дои:10.1038 / nprot.2012.081. ISSN  1754-2189. PMID  22864200. S2CID  13305591.
  9. ^ а б Линдберг, Бенгт (1972-01-01). «[12] Анализ метилирования полисахаридов». В энзимологии, BT - методы в (ред.). Сложные углеводы, часть B. Сложные углеводы, часть Б. 28. Академическая пресса. С. 178–195. Дои:10.1016/0076-6879(72)28014-4. ISBN  9780121818913.
  10. ^ Бачич, Антоний; Муди, Сьюзан Ф .; Кларк, Эдриен Э. (1986-03-01). «Структурный анализ секретированной корневой слизи кукурузы (Zea mays L.)». Физиология растений. 80 (3): 771–777. Дои:10.1104 / pp.80.3.771. ISSN  1532-2548. ЧВК  1075198. PMID  16664700.
  11. ^ а б c Муди, Сьюзан Ф .; Кларк, Эдриен Э .; Бачич, Антоний (1988-01-01). «Структурный анализ слизи, выделяемой корнями пшеницы и вигны». Фитохимия. 27 (9): 2857–2861. Дои:10.1016/0031-9422(88)80676-9.
  12. ^ Джанинацци-Пирсон, В. (1996-10-01). «Ответы растительных клеток на арбускулярные микоризные грибы: добраться до корней симбиоза». Растительная клетка. 8 (10): 1871–1883. Дои:10.1105 / tpc.8.10.1871. ISSN  1040-4651. JSTOR  3870236. ЧВК  161321. PMID  12239368.
  13. ^ а б Helgason, T .; Daniell, T. J .; Муж, Р .; Слесарь, А. Х .; Янг, Дж. П. У. (1998-07-30). «Распахивать широкую паутину?». Природа. 394 (6692): 431. Bibcode:1998Натура.394..431H. Дои:10.1038/28764. ISSN  0028-0836. PMID  9697763. S2CID  4426488.
  14. ^ Бейлер, Кевин Дж .; Durall, Daniel M .; Simard, Suzanne W .; Максвелл, Шери А .; Кретцер, Аннетт М. (01.01.2010). «Архитектура всемирной паутины: гены Rhizopogon spp. Связывают несколько когорт Дугласа-Пихты». Новый Фитолог. 185 (2): 543–553. Дои:10.1111 / j.1469-8137.2009.03069.x. ISSN  1469-8137. PMID  19878460. S2CID  13428765.
  15. ^ Jones, D. L .; Nguyen, C .; Финли, Р. Д. (25 февраля 2009 г.). «Поток углерода в ризосфере: торговля углеродом на границе раздела почва-корень». Растение и почва. 321 (1–2): 5–33. Дои:10.1007 / s11104-009-9925-0. ISSN  0032-079X. S2CID  21949997.
  16. ^ Морель, Жан Луи; Хабиб, Лейла; Плантюро, Сильвен; Гукерт, Арман (1991-09-01). «Влияние слизи корней кукурузы на агрегативную устойчивость почвы». Растение и почва. 136 (1): 111–119. Дои:10.1007 / BF02465226. ISSN  0032-079X. S2CID  20105678.