受水分影响的激素运输决定侧根形成
土壤中水分分布会影响侧根形成,在土壤水含量高的区域,侧根会优先分化出来,称为“水生根”。水分充足时,水分主要由根系外侧细胞通过胞间连丝往内侧细胞流动,生长素也随之向内侧运输,调控中柱鞘细胞启动侧根形成(如图A组)。
干旱刺激时,侧根形成就会被抑制,称为“干分支”(如图B组)。科研人员观测到干旱刺激12小时后,根组织中的脱落酸水平开始升高,当根尖再次接触水分时,脱落酸水平迅速下降。对脱落酸合成缺陷的玉米、番茄突变体给予干旱处理,干分支现象消失。
研究发现,脱落酸主要在韧皮部细胞中合成。受到干旱刺激后,水分从内侧细胞通过胞间连丝向外侧细胞流动以维持根的生长,此时韧皮部细胞产生的脱落酸也随着水分向外侧细胞运输(如图B组i)。随着时间的推移,根的细胞还会出现B组和ü的不同状态。
脱落酸合成缺陷突变体的D蛋白会显著下调,胞间连丝的关闭受到D蛋白的调控,敲除D基因的突变体干分支现象消失。干旱刺激后胞间连丝关闭,脱落酸和生长素均无法通过胞间连丝运输。干旱刺激后,通过在根尖内、外细胞中过表达生长素载体,可恢复侧根分支(如图C组)。
植物感知水的变化动态调节侧根分支形成,对植物生命活动有着重要意义。
a.对侧根形成来说,脱落酸和生长素的作用是相反的
b.野生型植株的韧皮部细胞表面大量表达生长素载体
c.干旱刺激时,敲除D基因的植株胞间连丝无法关闭
d.胞间连丝在实现细胞间信息交流等方面具有重要作用
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