Back to chapter

36.4:

对重力和触觉的反应

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Responses to Gravity and Touch

Languages

Share

植物通常包含从地面向上 发出的新梢和向下深入 土壤的根 植物是如何区分上下方向的? 植物能在重力作用下生长和活动 这种现象叫做向重力性 沿重力方向的生长 比如根的向下生长 叫做正向重力性 与重力方向相反的生长 比如新梢的向上生长 叫做负向重力性 在根部 根冠含有专门感应重力的 细胞 即平衡细胞 在平衡细胞內 充满淀粉的致密细胞器 又称造粉体或平衡石 在重力作用下 向下沉降 在垂直方向的根里 平衡石 在每个细胞的底部附近沉降 当根旋转至水平方向时 平衡石向下滑落并聚集于 之前垂直、现在已形成细胞底部的细胞壁 造粉体的沉降使得细胞得以感应重力 并在根尖引发非对称的伸长模式 根的上侧面的生长得到刺激 下侧面受到抑制 上侧面的快速伸长 使得根在生长时向下弯曲 植物还能对接触作出相应生长 例如 许多植物的根 会绕开障碍物 而攀爬植物的新梢 则可以缠绕于结构上 向触性就是植物对接触做出响应时 展现出的定向生长 根通常会避开所接触的物体 使得根能在土壤中沿着阻力最小的 路径生长 这叫做负向触性 相反 攀爬植物的丝状卷须 会向着所接触的物体生长 有时会迅速 盘绕其上 这叫做正向触性 卷须对接触非常敏感 与刺激条件接触会引发 接触面细胞的收缩和非接触面 细胞的伸长 这种差异化生长最终 使得卷须缠绕于物体上 由此将植物固定

36.4:

对重力和触觉的反应

重力:植物对重力的反应

更高的植物使用细胞核细胞来感知重力,在芽中发现在血管组织附近的细胞,以及根部细胞。平衡细胞(Statocytes) 含有淀粉填充的细胞器,称为细胞体。在重力方向上,平衡细胞在细胞底部沉降或沉淀。

分子沉降触发信号级联,导致植物激素奥辛在根和射头之间的不对称分布。这个过程产生一个横向的奥辛梯度,其中奥辛水平在根和芽的下侧较高。

在根部,下侧较高的奥辛浓度抑制细胞扩张。因此,细胞在上侧膨胀得更快,导致根向下弯曲。相比之下,芽的下侧较高的奥辛浓度促进细胞扩张。细胞在下侧膨胀更快,导致射芽向上弯曲。

触觉:植物对触摸的反应

攀岩植物有肌腱 – 修改的芽,线圈周围的对象.这种肌腱的尖端有触摸敏感的感觉表皮细胞,触发差异生长。在这里,接触物体的肌腱侧的细胞比接触点对面的细胞生长得慢,使肌腱向接触的对象弯曲。

硫化与重力运动之间的相互作用

当垂直方向的根在向下增长过程中遇到障碍物时,它会远离接触点。因此,对于垂直方向的根,硫化压倒了重力。然而,即使存在障碍物,水平方向的根源也向下生长。因此,根在成长过程中所走的道路可能受这些响应之间的相互作用的调节。

Suggested Reading

Braam, Janet. "In Touch: Plant Responses to Mechanical Stimuli." New Phytologist. 165 (2)2005: 373–89. [Source]

Jaffe, Mordecai J, A Carl Leopold, and Richard C Staples. "Thigmo Responses in Plants and Fungi." American Journal of Botany. 89 (3)2002: 375–82. [Source]

Su, Shih-Heng, Nicole M Gibbs, Amy L Jancewicz, and Patrick H Masson. "Molecular Mechanisms of Root Gravitropism." Current Biology. 27 (17)2017: PR964–R972. [Source]