茎葉と糖の輸送

多くの生物がそうであるように、植物も特定の機能に特化した組織を持っています。例えば、新芽は急速な成長に適しているし、根は資源を効率的に獲得する構造になっています。しかし、糖の生産は、主に被子植物の葉に存在する光合成細胞に限定されています。糖やその他の資源は、光合成組織から他の特殊な組織へと輸送されます。

植物の中で、消費するよりも多くの糖分を生産する組織は糖源であり、葉がその主な例です。根、芽、花、果実は、作ることのできる糖よりも多くの糖を必要とするため、通常、糖の吸収源と考えられています。転流は、糖源から糖吸収源へ、糖、ホルモン、アミノ酸、シグナル分子などを、維管束植物の管状の構造体である師部を介して分配します。茎葉は、形質細胞によって端から端まで結合され、篩部要素を形成する細胞で構成されており、流れは双方向です。これらの細胞は厚い細胞壁を持ち、機械的な支えとなっています。また、隣接する伴細胞を伴っているため、師部の健全性を保ち、周囲の組織から師部に溶液を取り込むことができます。

師部への移動は、アポプラスト輸送またはシンプラスト輸送の経路を介して起こり、受動的または能動的に行われます。これらの経路は同時に、あるいは連続して作動することがあり、植物は水やエネルギーの需要に応じて、負荷モードを切り替えることができるという証拠もあります。多くの場合、スクロース/H+シンポーターは、スクロースの葉緑体への取り込みと水素イオンの輸送を結合します。

圧力-流量仮説によると、糖濃度の勾配により、師部への水の流れが促進され、圧力が発生します。その結果、師部の樹液は圧力の低い場所へと移動し、最も近い糖吸収源へと向かいます。糖源では、スクロースが糖濃度の低い場所に運ばれ、師部の外へと移動します。水はスクロースを追いかけ、師部の圧力を緩和します。