凯氏带的名词解释是什么?

凯氏带的名词解释是什么?,第1张

凯氏带名词解释:在裸子植物和双子叶植物中,根内皮细胞的径向壁和横向壁上形成的木栓质的带状增厚。其功能是使根对物质的吸收具有选择性。

凯氏带存在于根的内皮层径向壁和横向壁上,凯氏带在相邻的径向壁上呈点状,称为凯氏点。植物的生长发育依赖于根系对水分和养分的吸收,其中凯氏带在营养吸收中扮演着重要的角色。

特点:

凯氏带是内皮层紧贴细胞壁的组织,常有木栓化加厚并呈带状环绕细胞一周,为植物的根提供了一个屏障,防止矿物质元素从土壤溶液直接进入根木质部。在拟南芥中,凯氏带的形成及植物的生长发育依赖于根系对水分和养分的吸收。

其中,凯氏带 (Casparian strip) 在营养吸收中扮演着重要的角色。它是内皮层紧贴细胞壁的组织,常有木栓化加厚并呈带状环绕细胞一周,为植物的根提供了一个屏障,防止矿物质元素从土壤溶液直接进入根木质部。在拟南芥中,凯氏带的形成。

凯氏带(Casparian strip),横切面称为凯氏点(Casparian dot),是维管植物(蕨类 与种子植物)根部内皮层细胞壁(径向壁和横向壁)中央的带状增厚区域,其成分主要为木质素,宽度随物种不同而异。

因凯氏带不透水,可控制皮层和维管束之间的水分与无机盐运输,阻止水分与无机盐经质外体运送至中柱,使其必须进入细胞膜内改以共质体途径前往中柱,故有阻挡细胞内外物质运输的作用,功能与动物组织中的紧密连接类似。

凯氏带的发育受SHORT-ROOT(SHR)、SCARECROW(SCR)与MYB36等转录因子以及中柱细胞合成的多肽激素调控。

凯氏带完全填充了内皮细胞间包含中胶层在内的空隙,使两细胞的细胞壁几乎融合。在植物根部水与无机养分的运输中,凯氏带主要影响质体外运输途径,即水与无机盐经表皮与皮层细胞壁间质传递的运输。

水与无机盐来到内皮层细胞时,因凯氏带不透水而需转而通过细胞膜进入细胞内,改以共质体途径运输才得以到达中柱的木质部细胞,进而输往茎叶等其他器官。

当生长环境不利时,凯氏带可作为植物细胞与外界的屏障,避免环境中的离子进入或自身离子的流出。此外凯氏带与内皮层的木栓加厚还有阻挡有毒物质或病原入侵,以及防止水分散逸的功能。

有研究显示植物在高盐的环境下可能会形成更厚的凯氏带,且在更靠近根尖的区域即有凯氏带形成,这可能是对环境的一项适应,但相较于内皮层次级分化的木栓壁在高盐逆境下会大幅加厚,凯氏带的改变相对较小。

凯氏带主要位于根的内皮层,不过有些植物在根部皮层外侧的外皮层、茎或叶中也有凯氏带,例如白皮松的针叶与天竺葵的茎中皆有凯氏带,可能与防止水分散失或病原入侵有关。

成分

凯氏带的化学成分长期有所争议,凯斯伯里即指出此构造可能为木质素或木栓质组成,后来的学者大多认为是木栓质,直到1990年代才有研究在分析数种植物的凯氏带后,发现木质素才是其主要成分,但许多教科书仍未更新。

内皮层的细胞壁虽富含木栓质,不过此为内皮层次级分化的结果,过去有学者认为凯氏带的形成即为次级分化的开端,实则两者无直接关系,凯氏带在内皮层初级分化后便已形成,且次级分化是由根的弦切面开始,而非凯氏带所在的横切面和径切面。


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