標記的糖最初是在韌皮部的篩管分子中出現

2021-01-10 亞菲講娛樂

第一節 有機物運輸的途徑、形式和速度

一、運輸的途徑

早在1675年就發現環割(girdling)並不立即影響蒸騰作用和枝條的生長。如果將樹幹進行環割,樹幹中的糖運輸在樹皮被去掉的位點中斷,糖在環割的上方、靠近葉子的一側積累,環割上方的樹皮膨大;而環割下方的樹皮皺縮,最後死亡(圖6-1)。這是因為環割破壞了韌皮部的通路,葉子製造的有機物下運受阻,營養物質停滯在環割的上端所致。環割上方的枝條能繼續生長,就是說,不會發生缺水或者缺乏礦質的情況。

把標記的有機化合物引進植物大大促進了物質運輸途徑的研究。例如在密閉小室中用14C或者11C標記的CO2供應給完整的成熟葉,通過光合作用的CO2固定反應,標記的CO2被摻入有機化合物。在光合作用中形成的一些磷酸糖經過進一步的反應形成運輸的糖,例如蔗糖和水蘇糖。也可以直接向葉片提供運輸糖——通常是蔗糖。然後利用放射自顯影(autoradiography)技術探測糖的運輸途徑。實驗表明,標記的糖最初是在韌皮部的篩管分子中出現(圖6-2)。

因此,可以得出結論:水及其溶解於水中的礦質沿著木質部向上運輸;同化物包括光合作用的產物通過韌皮部的篩管進行運輸。

二、運輸的形式

測定韌皮部汁液中的溶質的最簡單的方法是切割韌皮部,讓汁液滲出形成液滴,然後進行收集和分析。但這種方法的主要缺點是收集到的汁液不可能代表運輸物質的真正組成。汙染物可能來源於損傷的薄壁細胞或者篩管分子(sieve element)本身。此外,篩管分子的膨壓突然下降將引起這些細胞的水勢降低,結果周圍細胞的水分將沿著水勢梯度進入篩管分子,導致韌皮部汁液的稀釋。收集韌皮部汁液的理想方法是利用微細的注射器插進單個篩管分子。幸運的是,自然界已經為我們提供了這樣一種探針——蚜蟲吻針(aphid stylet)。

相關焦點

  • 作物韌皮部的養分運輸及其特點
    (1)韌皮部的結構韌皮部由篩管、伴胞和薄壁細胞組成。篩管是由一些管狀活細胞縱向連接而成的,組成篩管的每一個細胞稱為篩管分子。篩管分子最重要的特徵是端壁上有一些小孔,稱為篩孔;具有篩孔的端壁稱為篩板,縱向相鄰的篩管分子通過篩板連接起來,篩孔是溶質的運輸通道。成熟的篩管分子中有一薄層細胞質緊貼於細胞膜上。
  • 韌皮部的運輸可以向上和向下進行,不受重力的影響
    例如運輸速度的測定,11C或者14C標記的CO2在短期內應用到源葉(脈衝標記),然後在庫組織或者運輸途徑的某些點測定標記的到達時間,用運輸途徑的長度除以標記到達所需的時間來計算運輸速度。更為準確的運輸速度測量是沿著運輸途徑測定兩點之間標記物的到達時間,因為這種方法可以排除標記碳的固定,轉換成為運輸糖以及糖在源葉篩管分子中積累所需的時間。
  • 韌皮部運輸機理及同化物分布
    韌皮部運輸機理什麼力量促使有機物在韌皮部內運輸?目前有三個學說解釋:壓力流動學說、胞質泵動學說、收縮蛋白學說。而在庫端由於分子被逐步運出或者貯存,是的溶質的顆粒數降低,水勢增大而水分散失,庫端的膨壓減小,從而形成源庫兩端的膨壓差,引起同化物在篩管內隨液流流動。這一學說解釋的動力純粹來自物理作用。
  • 篩管細胞的結構和功能,篩管的營養來源-伴胞
    篩管的細胞壁很薄,沒有木質化,存在於植物的韌皮部,具有篩孔的橫壁叫做篩板。篩管是維管植物具有的,維管植物是指具有維管組織的植物,包括極少部分苔蘚植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物。維管組織主要由木質部和韌皮部組成,木質部中含有運輸水分和無機鹽的管胞或導管分子,韌皮部中含有運輸糖類等的篩胞或篩管。
  • 篩管分子中溶液的流動是由源和庫之間滲透產生的壓力梯度所推動
    (二)韌皮部的集流運輸被源和庫之間的壓力梯度所推動集流學說認為,篩管分子中溶液的流動是由源和庫之間滲透產生的壓力梯度所推動(圖6-9)。由於源端韌皮部裝載和庫端韌皮部卸出的結果,壓力梯度被建立。即能量驅動的韌皮部裝載在源組織的篩管分子中產生高的滲透壓,引起水勢的急劇下降。
  • 每日摘要:植物正在發育中的韌皮部中BR感知的局部和系統性效應(Current Biology)
    維管組織中的韌皮部可用於光合產物在「源」和「庫」器官之間的轉移,同樣也可用於系統性協調植物生長和發育的信號轉導。本文中,作者發現在植物生長點中,發育中的韌皮部會調控鄰近組織中的細胞行為。缺少三個受體激酶BRI1、BRL1和BRL3的擬南芥bri3突變體植株不能夠再感應植物激素油菜素內酯,並且植株出現嚴重的矮化,而且在模式建成和分化等方面也存在缺陷,包括韌皮部發育也遭受紊亂。
  • 周圍的溶液是質外體(細胞壁和木質部)中的溶液
    三、篩管的運輸機制解釋韌皮部運輸的理論有壓力流動學說,胞間連束和胞質泵動學說,以及P-蛋白的收縮推動學說等。壓力流動學說(the pressure-flow hypothesis),也稱為集流學說(mass flow theory),經過幾十年來的不斷補充和修改,是迄今被普遍接受的一種解釋韌皮部運輸機理的學說。
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