Корневой волос

Корневые волоски или абсорбирующие волоски — это выросты эпидермальных клеток, специализированных клеток на кончике корня растения . Они являются боковыми расширениями одной клетки и лишь изредка разветвляются. Они находятся в области созревания корня. Клетки корневых волосков улучшают поглощение воды растением за счет увеличения отношения площади поверхности корня к объему, что позволяет клетке корневого волоска поглощать больше воды. Большая вакуоль внутри клеток корневых волосков делает это поглощение намного более эффективным. Корневые волоски также важны для поглощения питательных веществ, поскольку они являются основным интерфейсом между растениями и микоризными грибами .

Функция всех корневых волосков — собирать воду и минеральные питательные вещества в почве для их распространения по всему растению. В корнях большая часть поглощения воды происходит через корневые волоски. Длина корневых волосков позволяет им проникать между частицами почвы и предотвращает проникновение вредных бактериальных организмов в растение через сосуды ксилемы. ^[1] Увеличение площади поверхности этих волосков делает растения более эффективными в поглощении питательных веществ и взаимодействии с микробами. ^[2] Поскольку клетки корневых волосков не осуществляют фотосинтез , они не содержат хлоропластов .

Корневые волоски образуют важную поверхность, поскольку они необходимы для поглощения большей части воды и питательных веществ, необходимых растению. Они также напрямую участвуют в образовании корневых клубеньков у бобовых растений. Корневые волоски закручиваются вокруг бактерий, что позволяет формировать инфекционную нить в делящиеся корковые клетки для формирования клубенька. ^[3]

Имея большую площадь поверхности, активное поглощение воды и минералов через корневые волоски является высокоэффективным. Клетки корневых волосков также выделяют кислоты (например, яблочную и лимонную кислоту), которые растворяют минералы, изменяя их степень окисления , что облегчает поглощение ионов. ^[4]

Клетки корневых волосков варьируются от 15 до 17 микрометров в диаметре и от 80 до 1500 микрометров в длину. ^[5] Корневые волоски встречаются только в зоне созревания, также называемой зоной дифференциации. ^[6] Они не встречаются в зоне удлинения, возможно, потому, что старые корневые волоски срезаются по мере удлинения корня и его перемещения через почву. ^[7] Корневые волоски растут быстро, по крайней мере, 1 мкм/мин, что делает их особенно полезными для исследований по расширению клеток. ^[8] Непосредственно перед и во время развития клеток корневых волосков наблюдается повышенная активность фосфорилазы . ^[9]

Корневые волоски необходимы для здорового питания растений, особенно через их взаимодействие с симбиотическими грибами. Симбиотические грибы и корневые волоски производят микоризные симбиозы, такие как арбускулярная микориза , образованная АМ-грибами, и эктомикориза , образованная ЭМ-грибами. ^[10] Они очень распространены, ^[11] встречаются у 90% наземных видов растений, ^[12] из-за преимуществ, которые они приносят как грибу, так и растению.

Формирование этой связи для ЭМ-грибов начинается с колонизации корневых волосков. Этот процесс начинается, когда ЭМ-гриб прикрепляется к корневому волоску из почвы. ^[13] Затем гриб выделяет диффундирующие факторы, к которым корневые волоски очень чувствительны, что позволяет гифам проникать в эпидермальные клетки и создавать сеть Хартига в первых слоях корневой коры. ^[13] Эта сильно разветвленная структура служит интерфейсом между двумя организмами, поскольку грибковые клетки адаптируются к обменам, которые происходят между растением и грибком. ^[14] Этот процесс похож на то, как АМ-грибы колонизируют корневые волоски, но вместо диффундирующих факторов они выделяют гидролазы для расслабления клеточной стенки, что позволяет гифам проникать внутрь, а сеть Хартига отсутствует. ^[13]

Различные эффекты грибковой колонизации корневых волосков показывают, что эта связь полезна как для растений, так и для видов грибов, но основной эффект оказывается на рост корневых волосков. Грибы фактически влияют на рост корневых волосков, если наблюдается дефицит воды или питательных веществ. ^[13] Поскольку оба этих организма нуждаются в питательных веществах и воде, их сотрудничество необходимо для их взаимного выживания. При обнаружении дефицита запускается реакция растения на стресс от засухи, вызывая рост корневых волосков. ^[12] Затем микориза гриба использует свою расширенную систему, чтобы помочь растению найти правильную область питания, сигнализируя о направлении, в котором должны расти корни. ^[13] Это делает рост корней более эффективным, сохраняя энергию для других метаболических процессов, что, в свою очередь, приносит пользу грибу, который питается этими метаболическими продуктами.

Когда растет новая клетка корневого волоска, она выделяет гормон , который подавляет рост корневых волосков в соседних клетках. Это обеспечивает равномерное и эффективное распределение настоящих волосков на этих клетках. ^{[ необходима цитата ]}

Пересадка или пересадка растения может привести к отрыву корневых волосков, возможно, в значительной степени, что может вызвать увядание. ^[15]

• трихома