34.16: Transport łyka i cukru

Podobnie jak wiele organizmów żywych, rośliny mają tkanki, które specjalizują się w określonych funkcjach roślin. Na przykład pędy są dobrze przystosowane do szybkiego wzrostu, a korzenie są zbudowane tak, aby efektywnie pozyskiwać zasoby. Jednak produkcja cukru jest ograniczona przede wszystkim do komórek fotosyntetycznych, które znajdują się w liściach roślin okrytozalążkowych. Cukier i inne zasoby są transportowane z tkanek fotosyntetycznych do innych wyspecjalizowanych tkanek w procesie zwanym translokacją.

W roślinie tkanki, które produkują więcej cukru niż zużywają, są źródłem cukru – liście są tego najlepszym przykładem. Korzenie, pędy, kwiaty i owoce są zwykle uważane za pochłaniacze cukru, ponieważ wymagają więcej cukru, niż mogą wyprodukować. Translokacja rozprowadza cukier, hormony, aminokwasy i niektóre cząsteczki sygnałowe ze źródeł cukru do toków cukrowych przez rurkowatą strukturę roślin naczyniowych zwanych łykiem. Przepływ może być dwukierunkowy w łyku, który składa się z komórek połączonych od końca do końca plazmodesmatami, tworząc elementy rurki sitowej. Komórki te mają pogrubione ściany komórkowe, co daje im mechaniczne wsparcie, i towarzyszą im sąsiednie komórki towarzyszące, które ułatwiają zdrowie łyka i ładowanie roztworów do łyka z otaczających tkanek.

Obciążenie łykiem może odbywać się drogą apoplastyczną lub symplastyczną i może być pasywne lub aktywne. Te ścieżki do łyka mogą działać w tym samym czasie lub sekwencyjnie, a istnieją pewne dowody na to, że rośliny mogą przełączać się między trybami ładowania w zależności od zapotrzebowania zakładu na wodę i energię. W wielu przypadkach symporter sacharoza/H+ sprzęga ładowanie sacharozy do łyka z transportem jonu wodorowego.

Zgodnie z hipotezą ciśnienie-przepływ, gradient stężenia cukru sprzyja przepływowi wody do łyka, co prowadzi do wytworzenia ciśnienia. W rezultacie sok łyka przemieszcza się w kierunku obszarów o niższym ciśnieniu, przy najbliższym zlewie cukru. W zlewie cukrowym sacharoza jest transportowana do obszaru o niższym stężeniu cukru, wypierając ruch z łyka. Woda podąża za sacharozą, zmniejszając ciśnienie w łyku.