30.3: Korzenie

Wzrost i anatomia korzeni

Wzrost korzeni zaczyna się od kiełkowania nasion. Kiedy zarodek roślinny wyłania się z nasiona, jego rozłogi tworzą system korzeniowy. Wierzchołek korzenia jest chroniony przez czapeczkę, strukturę charakterystyczną tylko dla korzeni i niepodobną do żadnej innej struktury roślinnej. Czapka korzenia jest stale wymieniana, ponieważ łatwo ulega uszkodzeniu podczas przepychania się korzenia przez glebę. Wierzchołek korzenia można podzielić na trzy strefy: strefę podziału komórkowego, strefę wydłużania oraz strefę dojrzewania i różnicowania (rysunek). Strefa podziału komórkowego znajduje się najbliżej wierzchołka korzenia; tworzą ją aktywnie dzielące się komórki merystemu korzeniowego. Strefa wydłużania to miejsce, w którym nowo powstałe komórki zwiększają swoją długość, wydłużając korzeń. Od pierwszego włosa korzeniowego zaczyna się strefa dojrzewania komórkowego, w której komórki korzenia zaczynają się różnicować w określone typy komórek. Wszystkie trzy strefy znajdują się w pierwszym centymetrze wierzchołka korzenia.

Ta boczna część wierzchołka korzenia jest podzielona na trzy obszary: górny obszar dojrzewania, środkowy obszar wydłużania i dolny obszar podziału komórek na wierzchołku korzenia. W obszarze dojrzewania z korzenia głównego wyrastają włoski korzeniowe, a komórki są duże i prostokątne. W strefie wydłużania nie ma włosków korzeniowych, a komórki są nadal prostokątne, ale nieco mniejsze. Przez środek korzenia w obszarze dojrzewania i w obszarze wydłużania przebiega cylinder naczyniowy. W obszarze podziału komórki są znacznie mniejsze. Komórki znajdujące się w tym obszarze nazywane są merystemem wierzchołkowym. Warstwa komórek zwana czapeczką korzenia otacza merystem wierzchołkowy.
Rycina ®: Widok podłużny korzenia ukazuje strefy podziału, wydłużania i dojrzewania komórek. Podział komórkowy zachodzi w merystemie wierzchołkowym.

Korzeń ma zewnętrzną warstwę komórek zwaną epidermą, która otacza obszary tkanki podstawowej i naczyniowej. Naskórek zapewnia ochronę i pomaga w absorpcji. Włoski korzeniowe, które są przedłużeniem komórek epidermy, zwiększają powierzchnię korzenia, co znacznie przyczynia się do wchłaniania wody i minerałów.

Wewnątrz korzenia tkanka naziemna tworzy dwa regiony: korę i rdzeń (rysunek). W porównaniu z łodygami, korzenie mają dużo kory i mało rdzenia. Oba regiony zawierają komórki, które magazynują produkty fotosyntezy. Kora znajduje się między epidermą a tkanką naczyniową, natomiast rdzeń leży między tkanką naczyniową a środkiem korzenia.

Na mikrografie pokazano przekrój poprzeczny korzenia. Komórki ksylemu, których ściany komórkowe zabarwiają się na czerwono, znajdują się w środku korzenia. Płaty komórek łyka, wybarwionych na niebiesko, znajdują się na obrzeżach pierścienia komórek ksylemu. Perycyklem jest pierścień komórek na zewnętrznej krawędzi ksylemu i łyka. Inny pierścień komórek, zwany endodermą, otacza perycykl. Wszystko, co znajduje się wewnątrz endodermy, to twardówka, czyli tkanka naczyniowa. Na zewnątrz endodermy znajduje się kora. Komórki parenchymy, które tworzą korę, są największe w korzeniu. Na zewnątrz kory znajduje się egzoderma. Egzoderma ma grubość około dwóch komórek i składa się z komórek sklerenchymy, które barwią się na czerwono. Wokół egzodermy znajduje się epiderma, która ma grubość jednej warstwy komórek. Kilka włosków korzeniowych wystaje z korzenia na zewnątrz.
Rysunek ®: Barwienie ujawnia różne typy komórek na tym mikrografie przekroju poprzecznego korzenia pszenicy (Triticum). Komórki sklerenchymy egzodermy i komórki ksylemu barwią się na czerwono, a komórki łyka na niebiesko. Pozostałe typy komórek barwią się na czarno. Stela, czyli tkanka naczyniowa, to obszar wewnątrz endodermy (oznaczony zielonym pierścieniem). Włośniki korzeniowe są widoczne na zewnątrz epidermy. (credit: scale-bar data from Matt Russell)

Tkanka naczyniowa w korzeniu jest ułożona w wewnętrznej części korzenia, która jest nazywana stelą (Rysunek \(\PageIndex{4}}). Warstwa komórek zwana endodermą oddziela stelę od tkanki podstawowej w zewnętrznej części korzenia. Endoderma występuje wyłącznie w korzeniach i służy jako punkt kontrolny dla materiałów wchodzących do systemu naczyniowego korzenia. Na ścianach komórek endodermy obecna jest substancja woskowa zwana suberyną. Ten woskowaty obszar, znany jako pasek Caspariana, zmusza wodę i rozpuszczalniki do przekraczania błon plazmatycznych komórek endodermy, zamiast wślizgiwania się pomiędzy komórki. Dzięki temu przez endodermę przechodzą tylko materiały potrzebne korzeniowi, natomiast substancje toksyczne i patogeny są z reguły wykluczone. Najbardziej zewnętrzną warstwą komórkową tkanki naczyniowej korzenia jest perycykl, obszar, który może dać początek korzeniom bocznym. W korzeniach dwuliściennych ksylem i łyko steli są ułożone naprzemiennie w kształcie litery X, podczas gdy w korzeniach jednoliściennych tkanka naczyniowa jest ułożona w pierścieniu wokół rdzenia.

Przekrój poprzeczny korzenia dwuliściennego ma w swoim centrum strukturę w kształcie litery X. X jest zbudowany z wielu komórek ksylemu. Komórki łyka wypełniają przestrzeń między X. Ksylem i łyko otacza pierścień komórek zwany perycyklem. Zewnętrzna krawędź perycyklu nosi nazwę endodermy. Gruba warstwa tkanki korowej otacza perycykl. Kora jest zamknięta w warstwie komórek zwanych epidermą. Korzeń rośliny jednoliściennej jest podobny do korzenia rośliny dwuliściennej, ale jego środek jest wypełniony łykiem. Komórki łyka tworzą pierścień wokół rdzenia. We floemie osadzone są okrągłe skupiska komórek ksylemu, symetrycznie rozmieszczone wokół centralnego rdzenia. Zewnętrzny peryklon, endoderma, kora i epiderma są takie same w korzeniu rośliny dwuliściennej.
Rycina 1: U (po lewej) typowych dicots tkanka naczyniowa tworzy w środku korzenia kształt litery X. W (prawej) typowych jednoliściennych, komórki łyka i większe komórki ksylemu tworzą charakterystyczny pierścień wokół centralnego pith.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *