Back to chapter

34.16:

שיפה ותובלת סוכר

JoVE Core
Biologia
É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo.  Faça login ou comece sua avaliação gratuita.
JoVE Core Biologia
Phloem and Sugar Transport

Idiomas

COMPARTILHAR

פוטוסינתזה מייצרת סוכר בעלים של צמח. עם זאת, לרוב יש צורך בסוכר בחלקים מרוחקים של הצמח. טרנסלוקציה הנו התהליך שמפיץ את מוצרי הפוטוסינתזה לרקמות אחרות של הצמח.עלים נקראים בדרך כלל מקורות סוכר. שהם אתרים המייצרים יותר סוכר ממה שהם צורכים. לעומת זאת, השורשים, הגבעולים והפירות הם בדרך כלל צרכני סוכר, המכונים כיורי סוכר.הובלת סוכר בין המקור לכיור מתרחשת ברקמות של הצמח הנקראת שיפה בבעלי פרחים, שיפה מורכבת מתאים מיוחדים הנקראים חוליות כברה מסודרות מקצה לקצה ליצירת צינורות ארוכים. תאי לוויה ממוקמים לצד כל חוליות כברה. סוכר יכול להגיע לשיפה במספר מסלולים.הוא עשוי לנוע דרך החלל החוץ תאית וקירות התא או דרך נקבוביות המחברות ישירות את הציטופלזמה של תאים שכנים. ברגע שהסוכר מגיע לתאי הליווי מובילי מימן הסוכרוזה מעמיסים סוכר באופן פעיל בחוליות כברה. תמיסה מימית הנקרא לשד שיפה, המורכב מסוכר, חומצות אמינו, הורמונים ומינרלים, זורם דרך החוליות כברה.על פי השערת זרימת הלחץ, מים עוקבים אחר הסוכר בשיפה על ידי אוסמוזה, מה שמגדיל את הלחץ בתוך השיפה ובכך מניע את תנועת לשד שיפה. לאחר מכן לשד שיפה זורם לרקמת הכיור הקרובה, בעלת ריכוז נמוך של סוכר. הסוכר מתפזר או מועבר באופן פעיל ליוץ השיפה.עם פריקת הסוכר, מים עוקבים אחר אוסמוזה ומקלים על הלחץ בתוך השיפה. באמצעות טרנסלוקציה דרך השיפה, צמחים יכולים להפיץ משאבים לרקמות בהן הם נדרשים בזמן מסוים או בעונה מסוימת.

34.16:

שיפה ותובלת סוכר

Like many living organisms, plants have tissues that specialize in specific plant functions. For example, shoots are well adapted to rapid growth, while roots are structured to acquire resources efficiently. However, sugar production is primarily restricted to the photosynthetic cells that reside in the leaves of angiosperm plants. Sugar and other resources are transported from photosynthetic tissues to other specialized tissues by a process called translocation.

Within a plant, tissues that produce more sugar than they consume are sugar sources – leaves are the primary example of this. Roots, shoots, flowers, and fruits are usually considered to be sugar sinks, as they require more sugar than they can make. Translocation distributes sugar, hormones, amino acids, and some signaling molecules from sugar sources to sugar sinks through a tube-like structure of vascular plants called phloem. Flow can be bidirectional in the phloem, which is composed of cells joined end-to-end by plasmodesmata to form the sieve-tube elements. These cells have thickened cell walls, giving them mechanical support, and are accompanied by neighboring companion cells that facilitate phloem health and loading of solutions into the phloem from surrounding tissues.

Phloem loading can occur via the apoplastic or symplastic routes and may be either passive or active. These pathways to phloem may operate at the same time or sequentially, and there is some evidence that plants can switch between loading modes depending on plant water and energy demands. In many instances, the sucrose/H+ symporter couples the loading of sucrose into the phloem with transport of a hydrogen ion.

According to the pressure-flow hypothesis, the sugar concentration gradient promotes the flow of water into the phloem, resulting in the generation of pressure. As a result, the phloem sap moves towards areas of lower pressure, at the nearest sugar sink. At the sugar sink, sucrose is transported to the area of lower sugar concentration, driving movement out of the phloem. Water follows the sucrose, relieving pressure in the phloem.

Leitura Sugerida

Heo JO, Roszak P, Furuta KM, Helariutta Y. Phloem development: current knowledge and future perspectives. Am J Bot. 2014 Sep;101(9):1393-402. [Source]

Liesche J, Patrick J. An update on phloem transport: a simple bulk flow under complex regulation. F1000Res. 2017 Dec 6;6:2096. [Source]