Vejen og mekanismen for Phloem-translokation i planter

Pathway og mekanisme af Phloem Translocation i planter!

Det mest almindelige organiske næringsstof, der er translokeret i planter, er saccharose. Transportkanalerne er sigtør (i blomstrende planter) og sigteceller (i ikke-blødende vaskulære planter) af phloem. Det blev vist for første gang af Czapek (1897).

Flere teorier er blevet fremført for at forklare mekanismen for translokation af organiske næringsstoffer gennem phloem f.eks. Diffusion, aktiveret diffusion, protoplasmisk streaming, grænseflowstrøm, elektrosmose, transcellulære tråde, kontraktile proteiner, massestrøm. De vigtige er som følger:

1. Cytoplasmatisk Streaming Hypotese:

Den blev fremsat af de Vries (1885) og senere udviklet af Curtis (1929-35). Hypotesen betragter transporten at finde sted ved kombination af to kræfter, diffusion og cytoplasmatisk streaming. Cytoplasmatisk strømning bærer organiske opløsningsmidler eller fødevarematerialer fra den ene ende til den anden ende af en sigrørcelle, hvorfra de diffunderer i overensstemmelse med deres koncentrationsgradienter til en tilstødende sigtørcelle gennem sigtpladen.

Hypotesen kan forklare tovejsbevægelse af stoffer i samme sigteelement. De væsentligste ulempe ved teorien er (i) frekvensen af ​​cytoplasmatisk streaming er for langsom til at tage højde for phloem transport (5 cm / time i forhold til 50-150 cm / time phloem transport), ii) selvom Thaine (1954) har observeret cytoplasmatisk streaming til at forekomme i nogle modne sigteglas, det er normalt fraværende i dem, (iii) Phloem exudat indeholder ikke cytoplasma.

2. Transcellulær Streaming Hypotese:

Hypotesen er blevet fremsat af Thaine (1962, 1969). Det mener, at sigtørene har rørformede tråde, som er kontinuerlige fra en rørcelle til den anden gennem siveporer. De rørformede eller transcellulære tråde viser en form for peristaltisk bevægelse, der hjælper i passagen af ​​organiske stoffer. De transcellulære tråde er dog ikke blevet observeret i sigtør.

3. Massestrøm eller trykflowhypotesen:

Det blev fremsat af Munch (1927, 1930). Ifølge denne hypotese bevæger organiske stoffer sig fra området med højt osmotisk tryk til regionen med lavt osmotisk tryk i en massestrøm på grund af udviklingen af ​​en gradient af turgortryk. Dette kan bevises ved at tage to sammenkoblede osmometre, en med høj koncentration af opløsningsmidler og den anden med lille osmotisk koncentration.

De to osmometre i apparatet anbringes i vand. Flere vand kommer ind i osmometeret med høj koncentration af opløsningsmiddel sammenlignet med den anden. Det vil derfor komme til at have et højt turgortryk, som tvinger opløsningen til at passere ind i det andet osmometer ved hjælp af en massestrøm. Hvis opløste stoffer genopfyldes i donor-osmometeret og immobiliseres i modtagerens osmometer, kan massestrømmen opretholdes på ubestemt tid.

Sigtørsystemet er fuldt tilpasset massestrøm af opløste stoffer. Her er vakuolerne fuldstændigt permeable på grund af fraværet af tonoplast (Esau, 1966). En kontinuerlig høj osmotisk koncentration er til stede i kilde- eller udbudsområdet, fx mesophylceller (på grund af fotosyntese).

De organiske stoffer, der er til stede i dem, føres ind i sigtørene gennem deres ledsagerceller ved en aktiv proces. En høj osmotisk koncentration udvikler sig derfor i kilens sigtør. Sigtørene absorberer vand fra det omgivende xylem og udvikler et højt turgortryk.

Det forårsager strømmen af ​​organisk opløsning mod området med lavt turgor-tryk. Et lavt turgortryk opretholdes i vaskeområdet ved at omdanne opløselige organiske stoffer til uopløselig form. Vand går tilbage til xylem.

beviser:

(i) Sigtør indeholder organiske opløste stoffer under et tryk, fordi en skade forårsager udstødning af opløsning rig på organiske opløste stoffer.

(ii) Retning af strømmen af ​​organiske opløste stoffer er altid i retning af koncentrationsgradient. Et fald på 20% koncentration blev observeret af Zimmermartn (1957) over en afstand på otte meter.

(iii) Afblødning af skud forårsager forsvinden af ​​koncentrationsgradienten i dens phloem.

(iv) Bennet (1937) observerede vira til at bevæge sig i phloem i en massestrøm i bevægelsesretningen af ​​organiske opløste stoffer med en hastighed på ca. 60 cm / time.

(v) Alle stoffer opløst i siktrør er fundet at bevæge sig med samme hastighed med mindre forskelle.

(vi) Hypotesen kan simuleres eksperimentelt.

Indsigelser:

(i) Vakuoler af de tilstødende sigtørceller er ikke kontinuerlige. Den cytoplasma, der er til stede nær sigtepladerne, udviser modstand mod massestrømmen.

(ii) Catalado et al. (1972) har observeret, at strømningshastigheden af ​​vand (72 cm / time) og opløste stoffer (35 cm / time) er forskellig i det samme sigterør.

iii) Phloem transport er ikke påvirket af vandunderskud.

(iv) Cellerne ved massestrømmenes kilde skal være turgid, men de er ofte slapne i tilfælde af spiring af knolde, knolde mv.