Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

34.16: Phloem- und Zuckertransport
INHALTSVERZEICHNIS

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Phloem and Sugar Transport
 
PROTOKOLLE

34.16: Phloem and Sugar Transport

34.16: Phloem- und Zuckertransport

Like many living organisms, plants have tissues that specialize in specific plant functions. For example, shoots are well adapted to rapid growth, while roots are structured to acquire resources efficiently. However, sugar production is primarily restricted to the photosynthetic cells that reside in the leaves of angiosperm plants. Sugar and other resources are transported from photosynthetic tissues to other specialized tissues by a process called translocation.

Within a plant, tissues that produce more sugar than they consume are sugar sources - leaves are the primary example of this. Roots, shoots, flowers, and fruits are usually considered to be sugar sinks, as they require more sugar than they can make. Translocation distributes sugar, hormones, amino acids, and some signaling molecules from sugar sources to sugar sinks through a tube-like structure of vascular plants called phloem. Flow can be bidirectional in the phloem, which is composed of cells joined end-to-end by plasmodesmata to form the sieve-tube elements. These cells have thickened cell walls, giving them mechanical support, and are accompanied by neighboring companion cells that facilitate phloem health and loading of solutions into the phloem from surrounding tissues.

Phloem loading can occur via the apoplastic or symplastic routes and may be either passive or active. These pathways to phloem may operate at the same time or sequentially, and there is some evidence that plants can switch between loading modes depending on plant water and energy demands. In many instances, the sucrose/H+ symporter couples the loading of sucrose into the phloem with transport of a hydrogen ion.

According to the pressure-flow hypothesis, the sugar concentration gradient promotes the flow of water into the phloem, resulting in the generation of pressure. As a result, the phloem sap moves towards areas of lower pressure, at the nearest sugar sink. At the sugar sink, sucrose is transported to the area of lower sugar concentration, driving movement out of the phloem. Water follows the sucrose, relieving pressure in the phloem.

Wie viele lebende Organismen haben Pflanzen Gewebe, die sich auf bestimmte Pflanzenfunktionen spezialisieren. Zum Beispiel sind Triebe gut an schnelles Wachstum angepasst, während Wurzeln strukturiert sind, um Ressourcen effizient zu erwerben. Die Zuckerproduktion beschränkt sich jedoch in erster Linie auf die photosynthetischen Zellen, die sich in den Blättern von Angiospermpflanzen befinden. Zucker und andere Ressourcen werden durch einen Prozess namens Translokation von photosynthetischem Gewebe zu anderen spezialisierten Geweben transportiert.

Innerhalb einer Pflanze sind Gewebe, die mehr Zucker produzieren, als sie verbrauchen, Zuckerquellen - Blätter sind das primäre Beispiel dafür. Wurzeln, Triebe, Blumen und Früchte gelten in der Regel als Zuckersenken, da sie mehr Zucker benötigen, als sie herstellen können. Translokation verteilt Zucker, Hormone, Aminosäuren und einige Signalmoleküle von Zuckerquellen zu Zuckersenken durch eine röhrenartige Struktur von Gefäßpflanzen namens Phloem. Der Fluss kann im Phloem bidirektional sein, das aus Zellen besteht, die durch Plasmodesmata durch Plasmodesmata verbunden sind, um die Siebrohrelemente zu bilden. Diese Zellen haben verdickte Zellwände, was ihnen mechanische Unterstützung gibt, und werden von benachbarten Begleitzellen begleitet, die die Phloemgesundheit und das Laden von Lösungen in das Phloem aus dem umgebenden Gewebe erleichtern.

Die Phloembelastung kann über die apoplastischen oder symplastischen Wege erfolgen und kann entweder passiv oder aktiv sein. Diese Wege zu Phloem können gleichzeitig oder sequenziell funktionieren, und es gibt einige Hinweise darauf, dass Anlagen je nach Pflanzenwasser- und Energiebedarf zwischen Lademodi wechseln können. In vielen Fällen koppelt der Saccharose/H+-Symporter die Verladung von Saccharose in das Phloem mit dem Transport eines Wasserstoffionen.

Nach der Druck-Flow-Hypothese fördert der Zuckerkonzentrationsgradient den Fluss von Wasser in das Phloem, was zur Erzeugung von Druck führt. Als Ergebnis bewegt sich der Phloem-Saft in Bereiche mit niedrigerem Druck, an der nächsten Zuckersenke. An der Zuckersenke wird Saccharose in den Bereich niedrigerer Zuckerkonzentration transportiert, wodurch die Bewegung aus dem Phloem herausgetrieben wird. Wasser folgt der Saccharose und entlastet den Druck im Phloem.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter