Plantemeristemer og vekst

Planter vokser fra meristemer – selvfornyende stamcellepuljer i spissene og flankene – som lar en plante danne nye organer og utvide seg gjennom hele levetiden, en åpen vekststrategi ulik den hos dyr.

Definition

Meristemer er områder med udifferensierte, delende celler som genererer nye vev og organer, og plantevekst er økningen i størrelse og antall celler produsert gjennom deres kontinuerlige aktivitet.

Scope

Dette emnet dekker skudd- og rotapikalmeristemer og lateralmeristemer, organiseringen og vedlikeholdet av plantenes stamcellenisjer, mønsterdannelsen ved organinitiering inkludert fyllotaksis, og hvordan celledeling og celleutvidelse driver plantevekst.

Core questions

• Hvordan er skudd- og rotapikalmeristemene organisert?
• Hvordan opprettholdes en stabil stamcellepulje samtidig som celler også brukes til vekst?
• Hvordan mønsterdanner meristemer den regelmessige plasseringen av blader og andre organer?

Key theories

Vedlikehold av stamcellenisje

En tilbakekoblingssløyfe mellom et organiserende senter og de overliggende stamcellene holder meristemet i balanse, og erstatter celler som går tapt til differensiering slik at meristemet vedvarer på ubestemt tid.

Ubestemt, åpen vekst

Fordi meristemer beholdes, vokser planter ubestemt og modulært, og legger til gjentatte enheter og justerer sin arkitektur som respons på miljøet.

Mechanisms

Skuddapikalmeristemet er organisert i en sentral sone med langsomt delende stamceller, en perifer sone hvor organer initieres, og et underliggende organiserende senter; signalering mellom det organiserende senteret og stamcellene stabiliserer antallet deres. Retningsbestemt auxintransport og hemmende felt posisjonerer suksessive organprimordier, og genererer de regelmessige spiralene og kransene i fyllotaksis. Veksten i seg selv kombinerer orientert celledeling med anisotrop celleutvidelse drevet av turgor mot den kontrollerte ettergivenheten til celleveggen. Mutantsamlinger i modellplanter har vært avgjørende for å identifisere regulatorene av meristemfunksjon.

Clinical relevance

Meristembio er grunnlaget for hagebruksformering og vevskultur: meristemspisskultur produserer sykdomsfrie planter, og kontroll av forgrening og arkitektur gjennom meristemaktivitet er et mål for å forbedre avlingsutbytte og -form.

History

Klassisk anatomi beskrev apikalmeristemene og deres sonering; senere mikrokirurgiske eksperimenter og, avgjørende, molekylærgenetikk i modellplanter avslørte signaleringen som opprettholder stamcellenisjen og mønsterdanner organinitiering.

Key figures

• Katherine Esau
• Ian Sussex

Seminal works

• taiz2015
• raven2013

Frequently asked questions

Hva er et meristem?

Et meristem er et område med udifferensierte, kontinuerlig delende celler; apikalmeristemer ved skudd- og rotspisser driver lengdevekst, mens lateralmeristemer øker tykkelsen, slik at planter kan vokse gjennom hele livet.

Hvorfor vokser blader i regelmessige mønstre?

Nye bladprimordier dannes i posisjoner bestemt av hemmende felt, hovedsakelig involverende hormonet auxin, rundt skuddspissen, og produserer de regelmessige spiralene og andre arrangementene kjent som fyllotaksis.