Meristem dan Pertumbuhan Tumbuhan

Tumbuhan tumbuh dari meristem — kumpulan sel punca yang memperbarui diri di ujung dan sisi-sisinya — yang memungkinkan tumbuhan menambah organ baru dan memperpanjang dirinya sepanjang hidupnya, sebuah strategi pertumbuhan tanpa batas yang berbeda dengan hewan.

Definition

Meristem adalah daerah sel yang tidak berdiferensiasi dan membelah yang menghasilkan jaringan dan organ baru, dan pertumbuhan tumbuhan adalah peningkatan ukuran dan jumlah sel yang dihasilkan melalui aktivitas berkelanjutannya.

Scope

Topik ini mencakup meristem apikal pucuk dan akar serta meristem lateral, organisasi dan pemeliharaan ceruk sel punca tumbuhan, pembentukan pola inisiasi organ termasuk filotaksis, dan bagaimana pembelahan dan perluasan sel mendorong pertumbuhan tumbuhan.

Core questions

• Bagaimana meristem apikal pucuk dan akar diorganisasikan?
• Bagaimana kumpulan sel punca yang stabil dipertahankan sementara sel juga digunakan untuk pertumbuhan?
• Bagaimana meristem membentuk pola susunan daun dan organ lain yang teratur?

Key theories

Pemeliharaan ceruk sel punca

Umpan balik antara pusat pengorganisasi dan sel punca di atasnya menjaga keseimbangan meristem, menggantikan sel yang hilang karena diferensiasi sehingga meristem bertahan tanpa batas waktu.

Pertumbuhan terbuka, tidak terbatas

Karena meristem dipertahankan, tumbuhan tumbuh secara tidak terbatas dan modular, menambahkan unit berulang dan menyesuaikan arsitekturnya sebagai respons terhadap lingkungan.

Mechanisms

Meristem apikal pucuk diorganisasikan menjadi zona sentral sel punca yang membelah lambat, zona perifer tempat organ diinisiasi, dan pusat pengorganisasi di bawahnya; pensinyalan antara pusat pengorganisasi dan sel punca menstabilkan jumlahnya. Transportasi auksin terarah dan medan penghambat memposisikan primordia organ berturut-turut, menghasilkan spiral dan lingkaran filotaksis yang teratur. Pertumbuhan itu sendiri menggabungkan pembelahan sel yang berorientasi dengan perluasan sel anisotropik yang didorong oleh turgor terhadap hasil dinding sel yang terkontrol. Koleksi mutan pada tumbuhan model telah berperan penting dalam mengidentifikasi regulator fungsi meristem.

Clinical relevance

Biologi meristem mendasari perbanyakan hortikultura dan kultur jaringan: kultur ujung meristem menghasilkan tumbuhan bebas penyakit, dan pengendalian percabangan serta arsitektur melalui aktivitas meristem adalah target untuk meningkatkan hasil dan bentuk tanaman.

History

Anatomi klasik menggambarkan meristem apikal dan zonasi mereka; eksperimen mikrosurgikal selanjutnya dan, secara meyakinkan, genetika molekuler pada tumbuhan model mengungkapkan pensinyalan yang mempertahankan ceruk sel punca dan pola inisiasi organ.

Key figures

• Katherine Esau
• Ian Sussex

Seminal works

• taiz2015
• raven2013

Frequently asked questions

Apa itu meristem?

Meristem adalah daerah sel yang tidak berdiferensiasi, terus-menerus membelah; meristem apikal di ujung pucuk dan akar mendorong pemanjangan, sementara meristem lateral menambah ketebalan, memungkinkan tumbuhan tumbuh sepanjang hidupnya.

Mengapa daun tumbuh dalam pola teratur?

Primordia daun baru terbentuk pada posisi yang ditentukan oleh medan penghambat, sebagian besar melibatkan hormon auksin, di sekitar apeks pucuk, menghasilkan spiral teratur dan susunan lain yang dikenal sebagai filotaksis.