Back to chapter

34.9:

Морфогенез

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Morphogenesis

Languages

Share

Морфогенез растений-это процесс возникновение формыи структуры растения. Множество процессов и внешних факторовоказывают влияние на морфогенез растения,среди которых, рост, дифференцияция клеток,и межклеточная коммуникация. Рост включает деление и удлинение клеток. В процессе деления клеток, симметрия, коеффициент,плоскость—или ориентация деления клеток оказывают большое влияниена судьбу клеток. Например, замыкающие клетки, которые контролируют проникновение газов в растение,обычно формируются при ассимитричном делении клетоки изменении направления плоскости деления клеток. Тем не менее, рост растения в основном достигаетсяпутём удлинения клетки, при постоянном увеличениидифференцированных клеток. Растительные клетки в основном развиваются благодаря поглощению воды. Большая часть воды находится в центральной вакуоле. Деление и увеличение клетки оказывает влияниена форму, направление роста растения,хотя эти процессы протекают по разному у разных типоврастительных клеток. Процесс перехода стволовой растительной клетки в отдельную клеткуназывается дифференциацией клеток,и является важным элементом в процессе морфогенеза растений. Дифференциация клеток происходит под влиянием изменений экспрессии генов,которые деактивируют или активируют гены, кодирующие белки. Межклеточная коммуникация можетрегулировать экспрессию генов,оказывающих влияние на дифференциацию клеток. Например, эпидермис корня Резуховидки Таляимеет волосковые клетки и эпидермальные клетки без волоса. Эпидермальные стволовые клетки, контактирующие с одной кортиральной клеткойдифференцируются в клетку без волоса,а клетки контактирущие с двумя кортикальными клеткамиперерастают в корневые волосковыве клетки. Эта система связана с дифференциальной экспрессией генов. Факторы окружающей среды, такие как свет, температура,и наличие воды и питательных веществ,также оказывают большое влияние на морфологию растения.

34.9:

Морфогенез

Морфогенез растения – формирование формы и структуры растения »включает несколько перекрывающихся процессов развития, включая рост и дифференцировку клеток. Клетки-предшественники дифференцируются в определенные типы клеток, которые организованы в ткани и системы органов, составляющих функциональное растение.

Рост растений и дифференциация клеток находятся под сложным гормональным контролем. Гормоны растений регулируют экспрессию генов, часто в ответ на раздражители окружающей среды. Например, многие растения образуют цветы. В отличие от стеблей и корней цветы не растут на протяжении всей жизни растения. Цветение включает изменение идентичности меристем – регионов растения, содержащих активно делящиеся клетки, образующие новые ткани.

Помимо внутренних сигналов, факторы окружающей среды, такие как температура и продолжительность дня, запускают экспрессию генов идентичности меристем. Гены идентичности меристемы обеспечивают преобразование апикальной меристемы побега в меристему соцветия, позволяя меристеме создавать цветочные, а не вегетативные структуры.

Меристема соцветия дает меристему цветков. Клетки в меристеме цветков дифференцируются в один из органов цветка – чашелистики, лепестки, тычинки или плодолистики – в соответствии с их радиальным положением, которое определяет экспрессию генов идентичности органов.

Гипотеза ABC утверждает, что четыре органа цветка формируются под руководством трех классов генов идентификации органов: A , B и C . Если экспрессируются только гены A , образуются чашелистики. Если экспрессируются только гены C , образуются плодолистики. Совместная экспрессия генов B и C дает начало тычинкам, тогда как экспрессия генов A и B дает лепестки .

Таким образом, цветение & mdash; и другие аспекты морфогенеза растений & mdash; зависят от множества, перекрывающихся процессов развития.

Suggested Reading

Huijser, P., and M. Schmid. 2011. “The Control of Developmental Phase Transitions in Plants.” Development 138 (19): 4117–29. [Source]

Irish, Vivian. 2017. “The ABC Model of Floral Development.” Current Biology 27 (17). [Source]