Почему тыквенные выделяют так много жидкости, когда их стебли срезают?

Представители семейства Cucurbitaceae (тыква, тыква, огурец, дыня и т. д.) уникальны* тем, что обладают двумя отдельными флоэмами, см. рисунок ниже. Пучковая флоэма (FP) является основным транспортным каналом и более похожа на флоэму других семейств растений. Его роль заключается в транспортировке фотосинтатов и других питательных веществ (Turgeon & Oparka, 2010). Экстрафасцикулярная флоэма (EFP) более мелкая и имеет нетипичный для флоэмы состав. Хотя мы веками знали об этой системе двойной флоэмы (Crafts, 1932; Fischer, 1883, 1884, 1886), ее часто игнорируют!!

Было обнаружено, что второстепенные нити EFP являются источником сильной кровоточивости, наблюдаемой у тыквенных (Zhang et al ., 2010). Однако это чрезмерное кровотечение означает, что тыквенные растения являются очень популярными модельными растениями для изучения состава флоэмы, поскольку большое количество содержимого флоэмы легкодоступно. Это проблематично, поскольку теперь мы знаем, что экссудат происходит из атипичных нитей EFP, что делает его плохой моделью (возможно, это вообще не флоэма)!

Причина того, что EFP не блокируется при ранении, заключается в том, что в нем отсутствуют механизмы блокировки и герметизации (такие как P-белки и пектины), которые обычно существуют для защиты флоэмы от повреждений или болезней и для предотвращения потери жизненно важных метаболитов. Тот факт, что они отсутствуют в EFP, наряду с тем фактом, что EFP богат защитными белками (Walz et al ., 2004), может указывать на защитную роль этой вторичной флоэмы. Его анатомическое расположение вокруг жизненно важных сосудистых транспортных каналов поддерживает эту идею.

* Другие не известны, но определенно могут существовать.

Библиография

• Crafts, AS «Анатомия флоэмы, экссудация и транспорт органических питательных веществ в тыквенных». Физиология растений 7, вып. 2 (1932): 183–225.

• Фишер, А. «Das Siebröhrensystem von Cucurbita». Berichte Deutsche Botanische Gesell 1 (1883): 276–279.

• Фишер, А. «Neue Beiträge Zur Kenntniss Der Siebröhren». Berichte Über Die Verhandlungen Der Königlich-Sächsischen Gesellschaft Der Wissenschaften Zu Leipzig, Mathematisch-Physische Klasse 38 (1886): 291–336.

• Фишер, А. Untersuchungen Über Das Siebröhren System Der Cucurbitaceen. Берлин, 1884 год.

• Турген Р. и Опарка К. «Тайная флоэма тыквы». Труды Национальной академии наук 107, вып. 30 (2010): 13201–13202.

• Уолц, К. и Джавалиско, П. и Шад, М. и Юнгер, М. и Клозе, Дж. и Кер, Дж. «Протеомика экссудата флоэмы тыквы выявляет сеть защитных белков». Фитохимия 65, вып. 12 (2004): 1795–1804.

• Чжан Б., Толстиков В., Тернбулл К., Хикс Л.М. и Фин О. «Дивергентный метаболом и протеом предполагают функциональную независимость транспортных систем двойной флоэмы у тыквенных». Труды Национальной академии наук 107, вып. 30 (2010): 13532.

Просматривая некоторые документы, мне не ясно, действительно ли ботаники знают, почему это должно быть так, и я уверен, что вы более квалифицированы, чем я, чтобы прокомментировать этого Ричарда! Однако это обсуждается в Zhang et al. (2012).

Эти авторы утверждают, что «выделение из тыквы обильное» из-за физиологической адаптации из-за особенностей их роста, т. Е. Они представляют собой лианы и поэтому часто требуют структурной поддержки других растений. Виноградные лозы компенсируют отсутствие поддерживающей структуры стебля наличием сосудов ксилемы, которые шире, чем у сопоставимых отдельно стоящих видов, и «высокой гидравлической проводимостью» (которая является мерой того, насколько легко вода будет течь через поры - в случае куркубитов - очень легко) . Точно так же ситовидные трубки и ситовидные поры очень широкие по сравнению с видами других семейств. Поскольку эти ситовидные трубки имеют такое большое поперечное сечение, они плохо самоуплотняются.

• Происхождение и состав экссудата флоэмы тыквы С. Чжан, С. Ю., Б. Г. Эйр, Р. Турджен - Физиология растений, 2012 г. - Am Soc Plant Biol. 158, 3

Смотрите также:

• Почему у виноградных лоз узкие стебли: гистологические тенденции в Bauhinia (Fabaceae), Ewers, F., Fisher, J, Oecologia, 1991, 88, 2 .