Morfogenese

Plantmorfogenese is de ontwikkeling van de vorm en structuur van een plant. Veel overlappende processen en omgevingsfactoren dragen bij aan de morfogenese. Voorbeelden van deze processen zijn groei, celdifferentiatie en communicatie tussen cellen.

Onder groei vallen celdeling en celgroei. Bij de celdeling hebben de symmetrie, snelheid en oriëntatie van de deling een grote invloed op de celdifferentiatie. Zo vormen sluitcellen, die gaswisseling in planten verzorgen, zich meestal door asymmetrische deling en door verandering in de oriëntatie van de celdeling.

Maar de meeste groei van planten komt door celgroei, de permanente vergroting van gedifferentieerde cellen. Plantencellen worden vooral groter door water op te nemen. Het meeste water komt in een grote centrale vacuole.

Celdeling en celgroei bepalen de vorm en groeirichting van een plant. Deze processen variëren echter tussen verschillende plantencellen. Onvolgroeide plantencellen veranderen in specifieke celtypen bij de celdifferentiatie, een belangrijk onderdeel van de plantmorfogenese.

Celdifferentiatie wordt gestuurd door veranderingen in genexpressie, die eiwit-coderende genen activeren of deactiveren. Communicatie tussen cellen reguleert waarschijnlijk de expressie van genen die celdifferentiatie beïnvloeden. Zo produceert de wortelepidermis van Arabidopsis thaliana haarcellen en haarloze cellen van de epidermis.

Onvolwassen epidermiscellen die grenzen aan één corticale cel differentiëren tot haarloze cellen, terwijl cellen die grenzen aan twee corticale cellen zich tot wortelhaarcellen ontwikkelen. Dit patroon gaat samen met gewijzigde genexpressie. Omgevingsfactoren als licht, temperatuur en de beschikbaarheid van water en nutriënten hebben ook grote invloed op de plantmorfologie.