Geotropism 또는 Gravitropism 무엇입니까?



그 기하학 그것은 식물의 움직임에 대한 중력의 영향이다. 지리적 향성은 지구를 의미하는 "geo"와 자극에 의해 유발 된 운동을 의미하는 "향성"이라는 단어에서 유래한다 (Öpik & Rolfe, 2005).

이 경우, 자극은 중력이고 움직이는 것은 식물입니다. 자극은 중력이기 때문에,이 과정은 또한 중력 운동으로 알려져있다 (Chen, Rosen, & Masson, 1999, Hangarter, 1997).

수년 동안이 현상은 과학자들의 호기심을 불러 일으켰습니다. 과학자들은 식물에서이 운동이 어떻게 일어나는지 조사했습니다..

많은 연구에서 식물의 서로 다른 영역이 반대 방향으로 자라는 것으로 나타났습니다 (Chen et al., 1999; Morita, 2010; Toyota & Gilroy, 2013)..

하부 영역에 의해 구성되는 동시에, 상기 상부, 줄기와 잎에 의해 형성된 상방 (음 굴지성)을 성장한다 : 중력 식물 파트를 가이드에 근본적인 역할을하는 것으로 관찰되었다 뿌리는 중력의 방향으로 아래쪽으로 자라 난다. (긍정적 인 중력 운동) (Hangarter, 1997).

이러한 중력 매개 운동은 식물이 제대로 기능을 수행하도록 보장합니다..

윗부분은 광합성을 수행하기 위해 태양 빛을 지향하고, 아래 부분은 지구의 바닥쪽으로 향하게하여 뿌리가 그 발달에 필요한 물과 영양소에 도달 할 수있게한다 (Chen et al., 1999 ).

어떻게 지리적 형성이 일어나는가??

식물은 환경에 매우 민감하며, 빛, 중력, 접촉, 영양소 및 물과 같이 감지하는 신호에 따라 성장에 영향을 줄 수 있습니다 (Wolverton, Paya, & Toska, 2011).

지 화학성은 3 단계로 발생하는 현상입니다.

  1. 탐지: 중력의 인식은 statocysts라고 불리는 특별한 세포에 의해 수행됩니다.

  2. 전달 및 전달: 물리적 인 중력 자극이 식물의 다른 세포로 전달되는 생화학 적 신호로 변환됩니다..

  3. 답변: 수신 세포는 장기의 방향을 변화시키는 곡률이 생성되는 방식으로 성장합니다. 따라서 뿌리는 식물의 방향에 관계없이 아래쪽으로 자라며 줄기는 위로 향하게된다 (Masson et al., 2002, Toyota & Gilroy, 2013).

그림 1. 플랜트의 기하 변화의 예. 뿌리와 줄기의 방향에 차이가 있음을 주목하십시오. 편집자 : Katherine Briceño.

뿌리에있는 Geotropism

중력쪽으로 뿌리가 기울어지는 현상이 수년 전에 처음으로 연구되었습니다. 유명한 책 "식물 운동의 힘"Charles Darwin은 식물의 뿌리가 중력쪽으로 자라는 경향이 있다고보고했다 (Ge & Chen, 2016).

중력은 뿌리의 끝에서 감지되고이 정보는 성장 방향을 유지하기 위해 신장 영역으로 전송됩니다..

중력장에 대한 방향이 변경되면, 세포는 자신의 크기를 변경하여 응답 루트의 끝은 (사토 그는 이어, 베넷, Vissenberg, Swarup 중력 제시 긍정적 인 geotropism의 같은 방향으로 계속 증가 할 수 있도록 , 2017; Wolverton et al., 2011).

다윈 (Darwin)과시에 스키 스키 (Ciesielski)는 뿌리 끝의 지형 형성이 일어나기 위해 필요한 구조가 있음을 보여 주었고,이 구조는 "뚜껑 (cap).

그들은 뚜껑이 중력에 대해 뿌리의 방향 변화를 감지 할 책임이 있다고 가정했다 (Chen et al., 1999).

최신 연구에 따르면 캡에는 중력의 방향으로 침강하는 특수 세포가 있으며,이 세포를 종양 억제제 (statocysts)라고합니다.

Statocysts는 돌과 비슷한 구조를 가지고 있으며, 전분으로 가득차 있기 때문에 amyloplast라고 불립니다. 조밀하게 빽빽하게 채워진 amyloplast는 뿌리의 끝에서 바로 정착된다 (Chen et al., 1999, Sato et al., 2017, Wolverton et al., 2011).

세포 및 분자 생물학에 관한 최근의 연구에서, 뿌리 지질 성을 지배하는 메커니즘에 대한 이해가 향상되었다..

이 과정은 옥신 (auxin)이라고 불리는 성장 호르몬 (growth hormone)의 수송을 필요로하며, 수송은 극성 옥신 수송으로 알려져있다 (Chen et al., 1999, Sato et al., 2017).

이것은 Cholodny-Went 모델에서 1920 년대에 기술되었는데, 성장 곡선이 옥신의 불평등 한 분포 때문이라고 제안했다 (Öpik & Rolfe, 2005).

줄기의 방향 성

식물의 줄기에서 유사한 기전이 일어나는데, 그 차이는 그들의 세포가 옥신과 다르게 반응한다는 것이다.

줄기의 싹에서, auxin의 국부적으로 농도에있는 증가는 세포 확장을 승진시킨다; 그 반대는 뿌리 세포에 일어난다 (Morita, 2010; Taiz & Zeiger, 2002).

옥신에 대한 감별력은 줄기와 뿌리가 중력과 반대되는 방식으로 반응한다는 다윈의 원래 관찰을 설명하는 데 도움이됩니다. 뿌리와 줄기 둘 다에서, 옥신은 중력쪽으로, 밑면에 축적됩니다..

차이점은 줄기 세포가 뿌리 세포에 반대되는 방식으로 반응한다는 것이다 (Chen et al., 1999, Masson et al., 2002).

뿌리에서, 세포 확장은 아래쪽에서 억제되고 중력쪽으로의 곡률이 생성된다 (긍정적 인 중력자).

줄기에서는 옥신 (auxin)도 아래쪽에 축적되지만, 세포의 팽창이 증가하고 줄기의 만곡이 중력과 반대 방향으로 이어진다. (Hangarter, 1997; Morita, 2010; Zeiger, 2002).

참고 문헌

  1. Chen, R., Rosen, E., Masson, P.H. (1999). 더 높은 식물에있는 Gravitropropism. 식물 생리학, 120, 343-350.
  2. Ge, L., & Chen, R. (2016). 식물 뿌리에서 부정적 중력자. 자연 식물, 155, 17-20.
  3. Hangarter, R. P. (1997). 중력, 빛 및 식물 형태. 식물, 세포 및 환경, 20, 796-800.
  4. Masson, P. H., Tasaka, M., Morita, M.T., Guan, C., Chen, R., Masson, P.H., ... Chen, R. (2002). Arabidopsis thaliana : 뿌리와 쥐 비극주의 연구를위한 모델 (pp. 1-24).
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  10. Wolverton, C., Paya, A.M., & Toska, J. (2011). 뿌리 뚜껑 각도와 중력 반응 속도는 Arabidopsis pgm-1 돌연변이에서 분리됩니다. 생리학 Plantarum, 141, 373-382.