Kasvien meristeemit ja kasvu

Kasvit kasvavat meristeemeistä – uusiutuvista kantasolupopulaatioista niiden kärjissä ja kyljissä – jotka antavat kasville mahdollisuuden tuottaa uusia elimiä ja laajentua koko elämänsä ajan; tämä on avoin kasvustrategia, toisin kuin eläimillä.

Definition

Meristeemit ovat erilaistumattomien, jakautuvien solujen alueita, jotka tuottavat uusia kudoksia ja elimiä, ja kasvien kasvu on niiden jatkuvan toiminnan kautta tuotettujen solujen koon ja lukumäärän lisääntymistä.

Scope

Tämä aihe kattaa verson ja juuren kärkimeristeemit ja sivumeristeemit, kasvien kantasolunichesien organisaation ja ylläpidon, elinten muodostumisen kuvioinnin, mukaan lukien fyllotaksiksen, sekä sen, miten solunjakautuminen ja laajeneminen ohjaavat kasvien kasvua.

Core questions

• Miten verson ja juuren kärkimeristeemit ovat organisoituneet?
• Miten vakaa kantasolupopulaatio säilyy samalla kun soluja käytetään myös kasvuun?
• Miten meristeemit kuvioivat lehtien ja muiden elinten säännöllisen järjestelyn?

Key theories

Kantasolunichesin ylläpito

Organisoivan keskuksen ja sen yläpuolella olevien kantasolujen välinen palautesilmukka pitää meristeemin tasapainossa korvaten erilaistumiseen menettäneet solut, jotta meristeemi säilyy loputtomiin.

Määrittämätön, avoin kasvu

Koska meristeemit säilyvät, kasvit kasvavat määräämättömästi ja modulaarisesti, lisäten toistuvia yksiköitä ja mukauttaen arkkitehtuuriaan ympäristöön vastaavasti.

Mechanisms

Verson kärkimeristeemi on organisoitunut hitaasti jakautuvien kantasolujen keskusvyöhykkeeseen, perifeeriseen vyöhykkeeseen, jossa elimet muodostuvat, ja sen alla olevaan organisoivaan keskukseen; organisoivan keskuksen ja kantasolujen välinen signalointi stabiloi niiden lukumäärän. Suunnattu auksiinikuljetus ja estävät kentät sijoittavat peräkkäiset elinalut, tuottaen fyllotaksiksen säännölliset spiraalit ja kiehkurat. Kasvu itsessään yhdistää suuntautuneen solunjakautumisen anisotrooppiseen solun laajenemiseen, jota ohjaa turgor soluseinän hallittua myötäämistä vastaan. Mutanttikokoelmat mallikasveissa ovat olleet ratkaisevan tärkeitä meristeemitoiminnan säätelijöiden tunnistamisessa.

Clinical relevance

Meristeemibiologia on perusta puutarhaviljelyn lisäykselle ja kudosviljelylle: meristeemikärkiviljely tuottaa taudittomia kasveja, ja haarautumisen ja arkkitehtuurin hallinta meristeemitoiminnan kautta on tavoite sadon ja muodon parantamiseksi.

History

Klassinen anatomia kuvasi kärkimeristeemit ja niiden vyöhykkeet; myöhemmät mikrokirurgiset kokeet ja ratkaisevasti molekyyligenetiikka mallikasveissa paljastivat signaloinnin, joka ylläpitää kantasolunichesiä ja kuvioi elinten muodostumisen.

Key figures

• Katherine Esau
• Ian Sussex

Seminal works

• taiz2015
• raven2013

Frequently asked questions

Mikä on meristeemi?

Meristeemi on erilaistumattomien, jatkuvasti jakautuvien solujen alue; verson ja juuren kärjissä olevat kärkimeristeemit ohjaavat pituuskasvua, kun taas sivumeristeemit lisäävät paksuutta, antaen kasvien kasvaa koko elämänsä ajan.

Miksi lehdet kasvavat säännöllisissä kuvioissa?

Uudet lehtialut muodostuvat estävien kenttien määräämiin kohtiin, jotka liittyvät suurelta osin auksiinihormoniin, verson kärjen ympärille, tuottaen säännölliset spiraalit ja muut järjestelyt, jotka tunnetaan fyllotaksiksena.