Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Слизь корня состоит из полисахаридов, специфичных для растений, или длинных цепочек молекул сахара. [1] [2] Этот полисахаридный экссудат корней образует студенистое вещество, которое прилипает к шляпкам корней . [3] Известно, что корневая слизь играет роль в формировании взаимоотношений с живыми формами, обитающими в почве . [1] [4] То, как секретируется эта слизь, является предметом споров, но появляется все больше свидетельств того, что слизь происходит из разорванных клеток. По мере того, как корни проникают в почву, многие клетки, окружающие шляпки корней, постоянно сбрасываются и заменяются. [5]Эти разорванные или лизированные клетки высвобождают свои составные части, которые включают полисахариды, образующие корневую слизь. Эти полисахариды поступают из аппарата Гольджи и клеточной стенки растений , которые богаты полисахаридами, специфичными для растений. [6] В отличие от клеток животных, 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 товаров, таких как древесина , бумага и натуральные ткани , в том числе хлопок . [7]

Слизь 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 бактериями и грибками , помогает корням проникать через почву и может создавать благоприятный для растений микроклимат.

Состав слизистой корня [ править ]

Для определения сахаров в слизистой оболочке корня проводится анализ моносахаридов и анализ моносахаридных связей. Анализ моносахаридной связи включает метилирование слизистой оболочки корня, которая содержит полисахариды. Слизь корней гидролизуется с помощью кислоты для расщепления полисахаридов на их моносахаридные компоненты. [8] Существующие моносахариды затем восстанавливаются, чтобы раскрыть свои кольца. Затем моносахариды с открытым кольцом ацетилируются и обычно разделяются с помощью газовой хроматографии, хотя также используется жидкостная хроматография . Затем массы моносахаридов определяют с помощью масс-спектрометрии . [9]Время удерживания при газовой хроматографии 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 помещают образцы непосредственно через газовую хроматографию, связанную с масс-спектрометрией . [8] [9]

Несколько ученых определили состав слизи корней растений с помощью анализа моносахаридов и анализа сцепления, показав, что слизь корня кукурузы (Zea mays) содержит высокие уровни галактозы , ксилозы , арабинозы , рамнозы и глюкозы , а также более низкие уровни уроновой кислоты , маннозы , фукоза и глюкуроновая кислота . [10] Слизь корня пшеницы (Triticum aestivum) также содержит высокий уровень ксилозы, арабинозы, галактозы, глюкозы и более низкий уровень рамнозы, глюкуроновой кислоты и маннозы. [11] Коровина (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 присутствие пектина , белков арабиногалактана , ксилоглюкана , арабинана и ксилана , которые являются специфическими для растений полисахаридами в слизистой оболочке корней растений.

Важность и роль корневого слизистого [ править ]

Растения используют до 60% своей энергии, выделяя корневую слизь, которую они вырабатывают в результате фотосинтеза , происходящего в листьях. [4] Слизь корней играет роль в развитии симбиотических отношений с почвенными грибами. Известно, что эта важная взаимосвязь влияет на 94% наземных растений [11] и приносит пользу растениям за счет увеличения поглощения воды и питательных веществ из почвы, особенно фосфора. Взамен грибы получают пищу в виде углеводов от растений в виде разрушенной слизи корней. Без этого отношения многие растения будут бороться за получение достаточного количества воды или питательных веществ. [12]

Во многих лесах микоризовые грибы образуют отношения с большинством растений и даже образуют связи с другими микоризовыми грибами. [13] Это соединение связывает небольшие растения с кустами и деревьями. Эта сеть корней растений и грибов образует сеть гиф или корнеподобных ветвящихся нитей и называется Древесной Паутиной . [13] Эта сеть гифов грибов может при необходимости переносить воду и питательные вещества из одной части леса в другую. Он также может перемещать углеводы по сети, чтобы сеть не была нарушена из-за отсутствия 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, которое оно может поглощать, уменьшить трение, чтобы корни могли проникать через почву, и поддерживать микроклимат . [16]

См. Также [ править ]

  • Слизь
  • Морская слизь

Ссылки [ править ]

  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. DOI : 10.1104 / pp.102.019661 . ISSN  1532-2548 . PMC  1540314 . PMID  12746510 .
  2. ^ Баец, Ульрика; Мартиноя, Энрико (01.02.2014). «Корневые экссудаты: скрытая часть защиты растений» (PDF) . Тенденции в растениеводстве . 19 (2): 90–98. DOI : 10.1016 / j.tplants.2013.11.006 . PMID 24332225 .  
  3. ^ a b Джексон, Майк (01.06.2003). "Ридж, И. (ред) Растения" . Летопись ботаники . 91 (7): 940–941. DOI : 10.1093 / Aob / mcg100 . ISSN 0305-7364 . PMC 4242402 .  
  4. ^ a b c «Ризосфера - корни, почва и все, что между ними | Изучите науку в Scitable» . Nature.com . Проверено 1 сентября 2015 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  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. DOI : 10.1146 / annurev.arplant.50.1.695 . PMID 15012224 . 
  6. ^ Читать, БД; Грегори, PJ (1997-12-01). «Поверхностное натяжение и вязкость слизи аксенических корней кукурузы и люпина» . Новый фитолог . 137 (4): 623–628. DOI : 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. ^ a b 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. DOI : 10.1038 / nprot.2012.081 . ISSN 1754-2189 . PMID 22864200 . S2CID 13305591 .   
  9. ^ a b Линдберг, Бенгт (1972-01-01). «[12] Анализ метилирования полисахаридов». В энзимологии, BT - методы в (ред.). Комплекс Углеводы Часть B . Сложные углеводы, часть Б. 28 . Академическая пресса. С. 178–195. DOI : 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. DOI : 10.1104 / pp.80.3.771 . ISSN 1532-2548 . PMC 1075198 . PMID 16664700 .   
  11. ^ a b c Муди, Сьюзен Ф .; Кларк, Эдриен Э .; Бачич, Антоний (1988-01-01). «Структурный анализ слизи, выделяемой корнями пшеницы и вигны». Фитохимия . 27 (9): 2857–2861. DOI : 10.1016 / 0031-9422 (88) 80676-9 .
  12. ^ Gianinazzi-Пирсон, V (1996-10-01). «Ответы растительных клеток на арбускулярные микоризные грибы: добраться до корней симбиоза» . Растительная клетка . 8 (10): 1871–1883. DOI : 10.1105 / tpc.8.10.1871 . ISSN 1040-4651 . JSTOR 3870236 . PMC 161321 . PMID 12239368 .    
  13. ^ a b Helgason, T .; Дэниэлл, Т.Дж.; Муж, Р .; Слесарь, АН; Янг, JPW (1998-07-30). «Распахивать широкую паутину?». Природа . 394 (6692): 431. Bibcode : 1998Natur.394..431H . DOI : 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. DOI : 10.1111 / j.1469-8137.2009.03069.x . ISSN 1469-8137 . PMID 19878460 . S2CID 13428765 .   
  15. ^ Джонс, DL; 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. DOI : 10.1007 / s11104-009-9925-0 . ISSN 0032-079X . S2CID 21949997 .  
  16. ^ Морель, Жан Луи; Хабиб, Лейла; Плантуро, Сильвен; Гукерт, Арман (1991-09-01). «Влияние слизи корней кукурузы на агрегативную устойчивость почвы». Растение и почва . 136 (1): 111–119. DOI : 10.1007 / BF02465226 . ISSN 0032-079X . S2CID 20105678 .