Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено с ситовых пластин )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Ситчатые элементы - это специализированные клетки, которые важны для функционирования флоэмы , высокоорганизованной ткани, переносящей органические соединения, образующиеся во время фотосинтеза. Ситчатые элементы являются основными проводящими клетками флоэмы. Проводящие клетки помогают в транспортировке молекул, особенно для передачи сигналов на большие расстояния. В анатомии растений есть два основных типа ситовых элементов. Клетки-компаньоны и ситовидные клетки происходят из меристем - тканей, которые активно делятся на протяжении всей жизни растения. Они похожи на развитие ксилемы , водопроводящей ткани у растений, основной функцией которой также является транспортировка в сосудистой системе растений. [1]Основная функция ситовых элементов заключается в транспортировке сахаров на большие расстояния через растения, действуя как канал. Ситчатые элементы имеют удлиненные ячейки, на стенках которых находятся ситчатые участки. Поры на ситах позволяют цитоплазматическим связям с соседними клетками, что позволяет перемещать фотосинтетический материал и другие органические молекулы, необходимые для функционирования тканей. Структурно они имеют удлиненную форму и параллельны органу или ткани, в которых они расположены. Ситчатые элементы обычно не имеют ядра и содержат совсем небольшое количество рибосом. [2]Два типа ситовых элементов, ситовые трубчатые элементы и ситовые ячейки, имеют разную структуру. Элементы ситовых трубок короче и шире, имеют большую площадь для транспорта питательных веществ, в то время как ситчатые клетки имеют тенденцию быть длиннее и уже с меньшей площадью для транспорта питательных веществ. Хотя функция обоих этих видов ситовых элементов одинакова, ситовые клетки обнаруживаются у голосеменных, нецветущих сосудистых растений, а элементы ситовых трубок обнаруживаются у покрытосеменных, цветущих сосудистых растений. [3]

Клетка-компаньон (слева, светло-розовый), ядро ​​(темно-розовый), ситчатая пробирка (справа, сплошной зеленый), чашки с ситовой пробиркой (пунктирный зеленый), растворенные питательные вещества (желтый)

Открытие [ править ]

Ситчатые элементы были впервые обнаружены лесным ботаником Теодором Хартигом в 1837 году. После этого открытия больше внимания уделялось структуре и физиологии ткани флоэмы, поскольку больше внимания уделялось ее специализированным компонентам, таким как ситчатые клетки. Флоэма была представлена Карлом Нэгели в 1858 году после открытия ситовых элементов. С тех пор было проведено множество исследований того, как ситовые элементы функционируют во флоэме с точки зрения работы в качестве транспортного механизма. [2] Пример анализа флоэмы через ситчатые элементы был проведен при изучении листьев арабидопсиса . Изучая флоэму листьев in vivo с помощью лазерной микроскопиии использование флуоресцентных маркеров (размещенных как в ячейках-компаньонах, так и в элементах сита), была выделена сеть ячеек-компаньонов с компактными ситовыми пробирками. Маркеры для ситовых элементов и клеток-компаньонов использовали для изучения сети и организации клеток флоэмы. [4]

Члены ситовой трубки [ править ]

Существует две категории ситовых элементов: ситовые ячейки и ситовые трубчатые элементы. [5] Основные функции ситовых трубок включают поддержание клеток и транспортировку необходимых молекул с помощью клеток-компаньонов. [6] Члены ситовой трубки - это живые клетки (не содержащие ядра), которые отвечают за транспортировку углеводов по всему растению. [7] Элементы ситовых трубок связаны с клетками-компаньонами, которые представляют собой клетки, которые объединяются с ситовыми трубками для создания комплекса ситовых элементов и клеток-компаньонов. Это позволяет обеспечивать и поддерживать растительные клетки, а также передавать сигналы между удаленными органами внутри растения. [6] Члены ситовых трубок не содержат рибосом.или ядро ​​и, следовательно, нуждаются в клетках-компаньонах, чтобы помогать им функционировать как транспортные молекулы. Клетки-компаньоны снабжают членов ситовидной трубки белками, необходимыми для передачи сигналов, и АТФ , чтобы помочь им переносить молекулы между различными частями растения. Это клетки-компаньоны, которые помогают транспортировать углеводы извне клеток в элементы ситовой трубки. [8] Сопутствующие ячейки также допускают двунаправленный поток. [2]

В то время как элементы ситовых трубок несут ответственность за большую часть сигналов, необходимых для органов растения, только некоторые белки активны внутри ситовых трубок. Это связано с тем, что члены ситовой трубки не имеют рибосом для синтеза белка, поскольку это затрудняет определение того, какие активные белки конкретно связаны с элементами ситовой трубки. [6]

Элементы ситовой трубки образуют ситчатую трубку, между которыми расположены ситчатые пластины для транспортировки питательных веществ. Показанные клетки-компаньоны содержат ядро, которое может синтезировать дополнительный белок для передачи клеточных сигналов. Двунаправленный поток питательных веществ показан двойной стрелкой.

Члены ситовой трубки и клетки-компаньоны связаны через плазмодесмы . [5] Плазмодесмы состоят из каналов между клеточными стенками соседних растительных клеток для транспорта и распознавания от клетки к клетке. Структурно стенки ситовых трубок имеют тенденцию рассредоточиваться с сгруппированными вместе плазмодесмами, и именно эти области стенок трубок и плазмодесмы со временем развиваются в ситовые пластины. Элементы ситовидных трубок обычно встречаются в основном у покрытосеменных . [1] Они очень длинные и имеют горизонтальные торцевые стенки с ситами. Ситчатые пластины содержат ситчатые поры, которые могут регулировать размер отверстий в пластинах при изменении окружающей среды растений. [3]Эти ситовые пластины очень большие, что означает большую площадь поверхности для транспортировки материала. [5]

Элементы ситчатых трубок расположены от конца до конца в продольном направлении, чтобы образовать ситчатые трубки. Образованные посредством этих вертикальных соединений между несколькими элементами ситовых трубок, ситовые трубы непосредственно отвечают за транспортировку через минимальное сопротивление, окружающее их стенки. [8] С помощью этих пор, которые составляют большую часть структуры ситовых пластин, можно регулировать диаметр ситовых трубок. Это регулирование необходимо, чтобы ситовые пробирки реагировали на изменения окружающей среды и условий в организме. [5]

Ячейки сита [ править ]

Ситчатые клетки - это длинные проводящие клетки во флоэме, которые не образуют ситчатых трубок. Основное различие между ситовыми ячейками и элементами ситовых трубок заключается в отсутствии ситовых пластин в ситовых ячейках. [1] Они имеют очень узкий диаметр и имеют тенденцию быть длиннее, чем элементы ситчатых трубок, поскольку они обычно связаны с белковыми клетками. [4] Подобно тому, как члены Sieve Tube связаны с клетками-компаньонами, ситовые клетки фланкируются белковыми клетками, чтобы помочь в транспортировке органического материала. Белковые клетки имеют длинные неспециализированные области с концами, которые перекрываются с концами других ситовых клеток и содержат питательные вещества и запасают пищу для питания тканей. [7]Они позволяют ситчатым клеткам соединяться с паренхимой, функциональной тканью в органах, что помогает стабилизировать ткань и транспортировать питательные вещества. Ситовидные клетки также связаны с голосеменными, потому что у них отсутствуют комплексы клеток-компаньонов и ситовых элементов, которые есть у покрытосеменных. [9] Ячейки сита очень однородны и имеют равномерное распределение по площади сита. Их узкие поры необходимы для их функции у большинства бессемянных сосудистых растений и голосеменных растений, у которых отсутствуют элементы ситовидных трубок и есть только ситчатые клетки для переноса молекул. [1] Хотя ситчатые клетки имеют меньшую площадь сита, они по-прежнему распределены по нескольким клеткам, чтобы по-прежнему эффективно транспортировать материал к различным тканям внутри растения. [2]

Белковые клетки, связанные с сетчатыми клетками, работают между флоэмой и паренхимой . Они соединяют паренхиму со зрелыми ситчатыми клетками, чтобы помочь участвовать в транспортировке клеток. Может быть много таких белковых клеток, которые принадлежат одной ситовой клетке, в зависимости от функции ткани или органа. [1]

Ситчатые поры очень часто встречаются на участках с перекрывающимися ситчатыми ячейками. Уровни каллозы измеряются для наблюдения за активностью ситовых клеток. Каллоза блокирует поры сита, которые присутствуют в обоих элементах сита. Отсутствие каллозы предполагает, что ситовые элементы более активны и, следовательно, могут более активно регулировать свои поры в ответ на изменения окружающей среды. [10]

Дальнейшее применение в сельском хозяйстве [ править ]

Поскольку сосудистая система растений имеет жизненно важное значение для роста и развития растительных клеток и внутренних органов растения, роль ситовых элементов в транспортировке необходимых углеводов и макромолекулв значительной степени расширен. Это можно применить к сельскому хозяйству, чтобы наблюдать, как ресурсы распределяются между различными частями завода. Плазмодесмы соединяют клетки-компаньоны с элементами сита, а клетки паренхимы могут соединять ситовые трубки с различными тканями внутри растения. Эта система между плазмодесмами, клетками-компаньонами и ситчатыми трубками обеспечивает доставку необходимых метаболитов. Урожай сельскохозяйственного продукта потенциально может быть увеличен, чтобы максимизировать систему доставки этих специализированных клеток внутри флоэмы таким образом, чтобы можно было максимизировать диффузию. Было обнаружено, что флоэма покрытосеменных может использовать ситчатые трубки как способ транспортировки различных форм РНК в тонкие ткани, что может способствовать изменению транскрипционной активности. Ткани раковины - это ткани, которые находятся в процессе роста и нуждаются в питательных веществах.Наличие элементов Sieve, транспортирующих дополнительные питательные вещества к опущенным тканям, может ускорить процесс роста, что может повлиять на рост и развитие растений. Со временем быстрый рост может привести к увеличению сельскохозяйственного производства.[11]

См. Также [ править ]

  • Сосудистая ткань

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e "Ботаника онлайн: Поддерживающие ткани - сосудистые ткани - Флоэма" . 2007-08-07. Архивировано из оригинала на 2007-08-07 . Проверено 21 мая 2018 .
  2. ^ a b c d Ламурё, Чарльз Х. (1975). «Ткань флоэмы покрытосеменных и голосеменных растений». Флоэма Транспорт . Серия институтов перспективных исследований НАТО. Спрингер, Бостон, Массачусетс. С. 1–31. DOI : 10.1007 / 978-1-4684-8658-2_1 . ISBN 9781468486605.
  3. ^ а б Лу, Куан-Джу; Данила, Флоренс Р .; Чо, Юэ; Фолкнер, Кристина (25 марта 2018 г.). «Заглядывать в растение через дыры в стене - исследуя роль плазмодесмат» . Новый фитолог . 218 (4): 1310–1314. DOI : 10.1111 / nph.15130 . ISSN 0028-646X . PMID 29574753 .  
  4. ^ a b Кайла, Тибо; Батайлер, Бриджит; Ле Хир, Розенн; Реверс, Фредерик; Анстед, Джеймс А .; Томпсон, Гэри А .; Гранжан, Оливье; Динан, Сильви (25 февраля 2015). «Живая визуализация клеток-компаньонов и ситовых элементов в листьях Arabidopsis» . PLOS ONE . 10 (2): e0118122. Bibcode : 2015PLoSO..1018122C . DOI : 10.1371 / journal.pone.0118122 . ISSN 1932-6203 . PMC 4340910 . PMID 25714357 .   
  5. ^ a b c d "Вторичная флоэма" . 2007-09-12. Архивировано из оригинала на 2007-09-12 . Проверено 21 мая 2018 .
  6. ^ a b c Де Марко, Федерика; Ле Хир, Розенн; Динан, Сильви (2018-06-01). «Встреча мобильного ситового элемента и обильных белков клетки-компаньона». Текущее мнение в биологии растений . 43 : 108–112. DOI : 10.1016 / j.pbi.2018.04.008 . ISSN 1369-5266 . PMID 29704830 .  
  7. ^ a b Torode, Thomas A .; О'Нил, Рэйчел; Маркус, Сьюзан Э .; Корнуо, Валери; Поза, Сара; Лаудер, Ребекка П .; Kračun, Stjepan K .; Райдал, Майя Гро; Андерсен, Матиас CF (01.02.2018). "Разветвленный пектиновый галактан в клеточных стенках флоэмы-сита-элемента: значение для клеточной механики" . Физиология растений . 176 (2): 1547–1558. DOI : 10.1104 / pp.17.01568 . ISSN 0032-0889 . PMC 5813576 . PMID 29150558 .   
  8. ^ a b Кноблаух, Майкл; Peters, Winfried S .; Белл, Карен; Росс-Эллиотт, Тимоти Дж .; Опарка, Карл Дж. (2018-06-01). «Сито-элементная дифференциация и загрязнение сока флоэмы». Текущее мнение в биологии растений . 43 : 43–49. DOI : 10.1016 / j.pbi.2017.12.008 . ISSN 1369-5266 . PMID 29306743 .  
  9. ^ 1946-2004., Кэмпбелл, Нил А. (1996). Биология (4-е изд.). Менло-Парк, Калифорния: Benjamin / Cummings Pub. Co. ISBN 978-0805319408. OCLC  33333455 .CS1 maint: numeric names: authors list (link)
  10. ^ Эверт, Рэй Ф .; Дерр, Уильям Ф. (1964). «Вещество каллозы в элементах сита». Американский журнал ботаники . 51 (5): 552–559. DOI : 10.1002 / j.1537-2197.1964.tb06670.x . JSTOR 2440286 . 
  11. ^ Хэм, Б.-К .; Лукас, WJ (24 декабря 2013 г.). «Решетчатая система флоэмы покрытосеменных растений: роль в передаче признаков, важных для современного сельского хозяйства» . Журнал экспериментальной ботаники . 65 (7): 1799–1816. DOI : 10.1093 / JXB / ert417 . ISSN 0022-0957 . PMID 24368503 .