Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự hợp tác của biểu bì và các mô bên trong trong sự phát triển của lóng ngô do auxin điều chỉnh
Tóm tắt
Chức năng của biểu bì trong sự phát triển kéo dài được điều chỉnh bởi auxin của các đoạn lóng ngô (Zea mays L.) đã được nghiên cứu. Các kết quả thu được như sau: i) Trong cơ quan nguyên vẹn, có một lực căng mô mạnh được tạo ra bởi lực mở rộng của các mô bên trong được cân bằng bởi lực co lại của lớp biểu bì bên ngoài. Áp lực nén mà lớp biểu bì bên ngoài kéo dài lên các mô bên trong gây ra sự chênh lệch áp suất thành tế bào có thể được chuyển đổi thành sự chênh lệch tiềm năng nước giữa các mô bên trong và môi trường ngoài (nước) khi loại bỏ lớp biểu bì bên ngoài. ii) Các đoạn đã bóc lớp không phản ứng với auxin với sự phát triển bình thường. Độ dẻo mềm của các thành tế bào của mô bên trong (được đo bằng máy đo độ dãn với tải trọng không đổi sử dụng các đoạn sống) không bị ảnh hưởng bởi auxin (hoặc axit abscisic) ở các đoạn đã bóc hoặc không bóc. Kết luận rằng auxin kích thích (và axit abscisic ức chế) sự kéo dài của đoạn nguyên vẹn bằng cách tăng (giảm) độ dẻo của lớp biểu bì bên ngoài. Thêm vào đó, lực căng mô (và áp lực tác động lên lớp biểu bì bên ngoài) được duy trì ở mức độ không đổi trong vài giờ của sự phát triển thông qua auxin, cho thấy rằng các tế bào bên trong cũng đóng góp tích cực vào sự kéo dài của cơ quan. Tuy nhiên, sự đóng góp này không liên quan đến việc tăng cường độ dẻo của thành tế bào, mà là sự chuyển dịch liên tục của ngưỡng kéo dài tiềm năng (tức là chiều dài mà các mô bên trong sẽ kéo dài nhờ hấp thu nước sau khi bóc ra) về phía trước chiều dài đoạn hiện tại. Do đó, sự phát triển ổn định liên quan đến hành động phối hợp của việc nới lỏng thành tế bào ở biểu bì và tái tạo lại lực căng mô bởi các mô bên trong. iii) Hình chụp điện tử cho thấy sự tích tụ của vật liệu có khả năng bắt màu rõ ràng (các hạt có đường kính khoảng 0.3 μm) cụ thể tại giao diện màng plasma/thành tế bào của lớp biểu bì bên ngoài của các đoạn được xử lý bằng auxin. iv) Các đoạn đã bóc lớp không phản ứng với auxin bằng việc bài tiết proton. Điều này tương phản với việc bài tiết proton và sự phát triển do fusicoccin kích thích, điều này cũng có thể dễ dàng được chứng minh trong sự vắng mặt của biểu bì. Tuy nhiên, các đoạn đã bóc và chưa bóc cho thấy độ nhạy cảm giống nhau đối với proton liên quan đến việc kích thích kéo dài do axit điều chỉnh in-vivo và độ dẻo của thành tế bào. Ngưỡng quan sát được tại pH 4.5–5.0 là quá thấp để tương thích với chức năng 'sứ giả thứ hai' của proton cũng trong phản ứng tăng trưởng của các mô bên trong. Sự phát triển của cơ quan được mô tả theo một mô hình vật lý xem xét lực căng mô và độ dẻo của thành tế bào bên ngoài là các tham số tăng trưởng quyết định. Mô hình này nêu rõ rằng sự gia tăng áp lực thành, do lực căng mô trong lớp biểu bì bên ngoài tạo ra, chứ không phải áp lực tác động lên thành tế bào bên trong, là động lực cho sự phát triển.
Từ khóa
#Auxin #biểu bì #lóng ngô #độ dẻo thành tế bào #sự phát triển kéo dàiTài liệu tham khảo
Ballio, A., Federico, R., Scalorbi, D. (1981) Fusicoccin structure-activity relationships: in vitro binding to microsomal preparations of maize coleoptiles. Physiol. Plant. 52, 476–481
Boyer, J.S. (1985) Water transport. Annu. Rev. Plant Physiol. 36, 473–516
Brummell, D.A., Hall, J.L. (1980) The role of the epidermis in auxin-induced and fusicoccin-induced elongation of Pisum sativum stem segments. Planta 150, 371–379
Brummell, D.A., Hall, J.L. (1981) Medium acidification by auxin- and fusicoccin-treated peeled stem segments from etiolated seedlings of Pisum sativum. J. Exp. Bot. 32, 635–642
Burström, H.G., Uhrström, L., Wurscher, R. (1967) Growth, turgor, water potential and Joung's modulus in pea internodes. Physiol. Plant. 20, 213–231
Cleland, R.E. (1975) Auxin-induced hydrogen ion excretion: correlation with growth, and control by external pH and water stress. Planta 127, 233–242
Cleland, R.E. (1980) Auxin and H+-excretion: the state of our knowledge. In: Plant growth substances 1979, pp. 71–78, Skoog, F., ed. Springer, Berlin Heidelberg New York
Cosgrove, D. (1985) Cell wall yield properties of growing tissue. Evaluation by in vivo stress relaxation. Plant Physiol. 78, 347–356
Cunninghame, M.E., Hall, J.L. (1985) A quantitative stereological analysis of the effect of indoleacetic acid on the dictyosomes in pea stem epidermal cells. Protoplasma 125, 230–234
Darville, A.G., Smith, C.J., Hall, M.A. (1978) Cell wall structure and elongation growth in Zea mays coleoptile tissue. New Phytol. 80, 503–516
Diehl, J.M., gorter, C.J., Van Iterson, G., Kleinhoonte, A. (1939) The influence of growth hormone on hypocotyls of Helianthus and the structure of their cell walls. Rec. Trav. Bot. Neerl. 36, 709–798
Dohrmann, U., Pesci, P., Cocucci, S.M., Marrè, E. (1977) Stimulating effect of fusicoccin on K+-activated ATPase in plasmalemma preparations from higher plant tissues. Plant Sci. Lett. 8, 91–98
Durand, H., Rayle, D.L. (1973) Physiological evidence for auxin-induced hydrogen-ion secretion and the epidermal paradox. Planta 114, 185–193
Evans, M.L., Vesper, M.J. (1980) An improved method for detecting auxin-induced hydrogen ion efflux from corn coleoptile segments. Plant Physiol. 66, 561–565
Firn, R., Digby, J. (1977) The role of the peripheral cell layers in the geotropic curvature of sunflower hypocotyls: a new model of shoot geotropism. Aust. J. Plant. Physiol. 4, 337–347
Green, P.B. (1980) Organogenesis — a biophysical view. Annu. Rev. Plant Physiol. 31, 51–82
Kutschera, U., Schopfer, P. (1985a) Evidence against the acid-growth theory of auxin action. Planta 163, 483–493
Kutschera, U., Schopfer, P. (1985b) Evidence for the acid-growth theory of fusicoccin action. Planta 163, 494–499
Kutschera, U., Schopfer, P. (1986a) Effect of auxin and abscisic acid on cell wall extensibility in maize coleoptiles. Planta 167, 527–535
Kutschera, U., Schopfer, P. (1986b) In-vivo measurement of cell-wall extensibility in maize coleoptiles. Effects of auxin and abscisic acid. Planta 169, 437–442
Löbler, M., Klämbt, D. (1985) Auxin-binding protein from coleoptile membranes of corn (Zea mays L.) II. Localization of a putative auxin receptor. J. Biol. Chem. 260, 9854–9859
Masuda, Y., Yamamoto, R. (1972) Control of auxin-induced stem elongation by the epidermis. Physiol. Plant. 27, 109–115
Mentze, J., Raymond, B., Cohen, J.D., Rayle, D.L. (1977) Auxin-induced H+-secretion in Helianthus and its implications. Plant Physiol. 60, 509–512
Olesen, P. (1980) The visualization of wall-associated granules in thin sections of higher plant cells: occurrence, distribution, morphology and possible role in cell wall biogenesis. Z. Pflanzenphysiol. 96, 35–48
Pearce, D., Penny, D. (1983) Tissue interactions in indoleacetic acid-induced rapid elongation of lupin hypocotyls. Plant Sci. Lett. 30, 347–353
Penny, D., Miller, K.F., Penny, P. (1972) Studies on the mechanism of cell elongation of lupin hypocotyl segments. N.Z. J. Bot. 10, 97–111
Pesacreta, T.C., Lucas, W.J. (1984) Plasma membrane coat and a coated vesicle-associated reticulum of membranes: their structure and possible interrelationship in Chara corallina. J. Cell Biol. 98, 1537–1545
Pope, D.G. (1982) Effect of peeling on IAA-induced growth in Avena coleoptiles. Ann. Bot. 49, 493–501
Prat, R., Roland, J.-C. (1980) Croissance différentielle des tissues et texture des parvis. Physiol. Vég. 18, 241–257
Quaite, E., Parker, R.E., Steer, M.W. (1983) Plant cell extension: structural implications for the origin of the plasma membrane. Plant Cell Environ. 6, 429–432
Rayle, D.L. (1973) Auxin-induced hydrogen-ion secretion in Avena coleoptiles and its implications. Planta 144, 63–73
Rayle, D.L., Cleland, R. (1977) Control of plant cell enlargement by hydrogen ions. Curr. Top. Dev. Biol. 11, 187–214
Reynolds, E.S. (1963) The use of lead citrate at high pH as an electron opaque stain in electron microscopy. J. Cell Biol. 17, 218–212
Robards, A.W. (1969) Particles associated with developing plant cell walls. Planta 88, 376–379
Rubinstein, B., Stein, O.L. (1980) Effects of peeling on the surface structure of the Avena coleoptile: implications for hormone research. Planta 150, 385–391
Sachs, J. (1865) Handbuch der Experimentalphysiologie der Pflanzen. Engelmann, Leipzig
Steudle, E. (1985) Water transport as limiting factor in extension growth. In: Control of leaf growth, pp. 35–55, Baker, N.R., Davis, W.J., Ong, C.K., eds. Cambridge University Press, Cambridge, UK
Tanimoto, E., Masuda, Y. (1971) Role of the epidermis in auxin-induced elongation of light-grown pea stem segments. Plant Cell Physiol. 12, 663–673
Taylor, J.A., West, D.W. (1980) The use of Evan's Blue stain to test the survival of plant cells after exposure to high salt and high osmotic pressure. J. Exp. Bot. 31, 571–576
Tepfer, M., Cleland, R.E. (1979) A comparison of acid-induced cell wall loosening in Valonia ventricosa and in oat coleoptiles. Plant Physiol. 63, 898–902
Thimann, K.V., Schneider, C.L. (1938) Differential growth in plant tissues. Am. J. Bot. 25, 627–641
Van Overbeek, J., Went, F.W. (1937) Mechanism and quantitative application of the pea test. Bot. Gaz. 99, 22–41
Vesper, M.J. (1985) Use of a pH-response curve for growth to predict apparent wall pH in elongating segments of maize coleoptiles and sunflower hypocotyls. Planta 166, 96–104
Went, F.W., Thimann, K.V. (1937) Phytohormones. Macmillan, New York
Yamagata, Y., Masuda, Y. (1975) Comparative studies on auxin and fusicoccin actions on plant growth. Plant Cell Physiol. 16, 41–52