34.16: Флоэма и перенос сахара

Как и у многих живых организмов, у растений есть ткани, которые выполняют определенные функции растений. Например, побеги хорошо приспособлены к быстрому росту, а корни устроены так, чтобы эффективно приобретать ресурсы. Однако производство сахара в первую очередь ограничивается фотосинтетическими клетками, которые находятся в листьях покрытосеменных растений. Сахар и другие ресурсы переносятся из фотосинтезирующих тканей в другие специализированные ткани в процессе, называемом транслокацией.

Источником сахара в растении являются ткани, которые производят больше сахара, чем потребляют, например, листья. Корни, побеги, цветы и плоды обычно считаются раковинами для сахара, поскольку для них требуется больше сахара, чем они могут произвести. Транслокация распределяет сахар, гормоны, аминокислоты и некоторые сигнальные молекулы из источников сахара в приемники сахара через трубчатую структуру сосудистых растений, называемую флоэмой. Поток может быть двунаправленным во флоэме, которая состоит из клеток, соединенных встык с помощью плазмодесм, образующих элементы ситовидных трубок. Эти клетки имеют утолщенные клеточные стенки, обеспечивающие им механическую поддержку, и сопровождаются соседними клетками-компаньонами, которые способствуют здоровью флоэмы и загрузке растворов во флоэму из окружающих тканей.

Загрузка флоэмы может происходить апопластическим или симпластическим путем и может быть пассивной или активной. Эти пути к флоэме могут действовать одновременно или последовательно, и есть некоторые свидетельства того, что растения могут переключаться между режимами загрузки в зависимости от потребностей растений в воде и энергии. Во многих случаях симпортер сахароза / H + сочетает загрузку сахарозы во флоэму с переносом иона водорода.

Согласно гипотезе давления потока, градиент концентрации сахара способствует притоку воды во флоэму, что приводит к возникновению давления. В результате сок флоэмы перемещается к областям с более низким давлением, к ближайшей раковине сахара. В раковине сахара сахароза транспортируется в область с более низкой концентрацией сахара, вытесняя движение из флоэмы. Вода следует за сахарозой, снижая давление во флоэме.