植物学教学课件：4-root-1

形态初生构造次生构造侧根第四章根rootButtressroots1玉米:Proproots第一节根的功能Root’sfunctionsOrganAnchorsplantAbsorbsmineralsandwaterStoresorganicnutrients2Storageroots(a)Proproots(b)(d)Buttressroots儲藏根板根3红树:呼吸根Pneumatophores4Prunella

vulgaris夏枯草用于无性繁殖5Doddertendrilschokingapickleweedplant.6“Strangling”Aerialroots7第二节根的形态根root根系rootsystem1.定根normalroot

2.不定根adventitiousroot

直根系taprootsystem须根系fibrousrootsystem主根mainroot侧根lateralroot8主根种子萌发时，胚根长成主根。9根产生的各级大小分支，称为侧根.10由茎、叶、老根或胚轴上产生的根，其发生位置不固定------不定根不定根小麦主根及胚轴上产生的根11根系的类型

1.直根系有明显而发达的主根，主根上再生出各级侧根，这种根系称为直根系。裸子植物和绝大多数双子叶植物根系。122.须根系

主根生长缓慢或停止，主要由不定根组成的根系，称为须根系。大多数单子叶植物根系的特征。131415第三节根的初生生长与初生构造根尖和根的初生生长根的初生构造161根尖roottip

总长约1～5cm.17成熟区伸长区分生区根冠根尖的分区18根冠rootcap

根尖最前端由薄壁细胞组成保护分泌粘液脱落－补充－稳定外层细胞排列疏松19根冠与根向地性生长有关20根冠细胞内有平衡石-----造粉体RootcapfromArabidopsis

21StatolithSedimentationKinetics22ElectronmicrographsofrootcapcolumellacellsfromArabidopsisseedlingsgrownina1gcontrol(A)andinmicrogravity(B)duringspaceflight.Theamyloplasts(arrows)inthe1gcontrolareinthedistal(“bottom”)partofthecell,andthegravityvectoristowardthebottomofthefigure.Incontrast,theamyloplasts(arrows)inthemicrogravitysamplearedispersedthroughoutthecytoplasm.N=nucleus.2324StatolithSedimentationKineticsandForceTransductiontotheCorticalEndoplasmicReticuluminGravity-SensingArabidopsisColumellaCells25分生区

meristematiczone位于根冠内方的顶端分生组织,是分裂产生新细胞的部位。分生区分裂的新细胞2-转变为伸长区3-补偿根冠因受损伤而脱落的细胞1-保持分生区的体积和功能26原分生组织：初生分生组织：分生区包括原分生组织和初生分生组织原表皮→→→→→→→→表皮基本分生组织→→→→→皮层原形成层→→→→→→维管柱

27（原分生组织）原表皮层Protoderm基本分生组织Groundmeritem原形成层Procambium初生分生组织28小麦根尖:示分生区原表皮基本分生组织原形成层原分生组织29根尖的原分生组织中心，有一群分裂活动很弱的细胞群，形成了一个不活动的细胞区域，称为静止中心(quiescentcenter)InmaizerootstheQCcanconstituteupwardsof800-1200cells,mostofwhichspendanextendedperiodoftime(180-200hours)intheG1phaseofthecellcycle.Maize

30原分生组织玉米根尖31Apromoter-GFPfusiontransgenehighlightsquiescentcentercellsinArabidopsis

roots.

InArabidopsisthequiescentcenter(QC)consistsoffourcellsandissurroundedbymeristematicinitials.QCisresponsibleforemittingasignaltosurroundinginitialcellswhichpreventstheirprematuredifferentiation(vandenBergetal.,1997).HowtheQCformsandismaintainedisnotknown.32LaserablationofthequiescentcenterAfusionoftheSCARECROWpromotertoGFPisusedtovisualizethere-appearanceofquiescentcentercellsintheprovasculardomainfrom3daysafterablationonward.33细胞体积增大，液泡化程度加强，细胞质成一薄层位于细胞的边缘部位，因此外观上较为透明，可与生长点相区别。伸长区elongationzone位于分生区的后方，细胞分裂活动逐渐减弱，细胞纵向伸长34根尖细胞的伸长35在伸长区的后端，相继分化出原生韧皮部的筛管和原生木质部的导管是初生分生组织向成熟区初生结构的过渡36根的伸长是分生区细胞的分裂、增大和伸长区细胞的延伸共同活动的结果，特别是伸长区细胞的伸长，使根尖不断向土壤深处推进，使根不断转移到新的环境，吸取更多的营养物质。37根毛区

maturationzone

根毛区由伸长区细胞进一步分化形成。细胞停止伸长，分化为各种成熟组织，亦称为成熟区。根毛的存在大大增加了吸收表面。3839根毛是表皮细胞外壁向外突出形成的顶端封闭的管状结构

根毛表皮细胞40成熟的根毛长约0.5～10mm，直径5～17μm。根毛的寿命一般为2～3周或更短4120µmWhenepidermalcellsborderasinglecorticalcell,thehomeoticgeneGLABRA-2isselectivelyexpressed,andthesecellswillremainhairless.(Thebluecolorinthislightmicrographindi-catescellsinwhichGLABRA-2isexpressed.)Hereanepidermalcellborderstwocorticalcells.GLABRA-2isnotexpressed,andthecellwilldeveloparoothair.Theringofcellsexternaltotheepi-dermallayeriscomposedofrootcapcellsthatwillbesloughedoffastheroothairsstarttodifferentiate.Corticalcells拟南芥根毛的发生20微米42模式细胞有两两相对的6个壁即横向壁、径向壁和切向壁各两个43横向分裂细胞的分裂方向有三种44径向分裂切向分裂45分生组织细胞的分裂方向：切向分裂（平周分裂）径向分裂（垂周分裂）横向分裂

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2根的初生构造根的初生生长是由根尖的顶端分生组织经过分裂、生长、分化发展而来，又称为根的伸长生长。初生生长产生的各种组织，都属于初生组织，它们组成根的初生结构。位于根毛区，它由多种组织构成。48双子叶植物根的初生结构表皮epidermis皮层cortex维管柱

vascularcylinder49双子叶植物根的初生构造（毛茛）abc501.表皮epidermis一层活细胞，由原表皮发育而来。细胞排列紧密、整齐。细胞壁薄，由纤维素和果胶质构成，水和溶质可以自由通过。外壁缺乏或仅有一薄层的角质膜，无气孔。51

许多表皮细胞向外突出形成根毛，扩大了根的吸收面积522.皮层cortex位于表皮之内维管柱之外的多层薄壁细胞，由基本分生组织分化而来。在初生根中占最大比例。53皮层是水分和溶质从根毛到维管柱的横向输导途径。是贮藏营养物质和通气的部分。是根进行合成、分泌等作用的主要场所。一些水生和湿生植物在皮层中发育气腔、通气道。54皮层中靠近表皮的一至数层细胞较小，排列紧密，称为外皮层exodermis在根发育后期常形成栓化的厚壁组织，替代表皮行保护作用SmilaxRoot55根皮层最内方有一层形态结构和功能都较特殊的细胞，称为内皮层endodermis。56凯氏带Casparianstrip

:根的内皮层细胞的径向壁和上下横向壁有带状的木质化和栓质化加厚区域凯氏带德国植物学家R.Caspary于1865年发现的RobertCaspary(1818–1887).57EndodermiswithCasparianstrip(inEquisetumgiganteum)5859在横切面上，凯氏带在相邻细胞的径向壁上呈点状，叫凯氏点380|NATURE|VOL473|19MAY20116061初期的凯氏带是由木质和脂类物质组成，后期又加入栓质，这几种物质的沉积连续地穿过胞间层和初生壁。位于凯氏带处的质膜较厚而平滑，紧贴于凯氏带上62质膜空隙质壁分离时亦不分开。63质壁分离的凯氏带（点）6465共质体运输和质外体运输66水分经过内皮层时只能进行共质体运输67内皮层意义：它阻断了皮层与中柱间的质外体运输途径，使进入中柱的溶质只能通过其原生质体（共质体运输），使根能进行选择性吸收，同时防止中柱里的溶质倒流至皮层，以维持维管组织中的流体静压力，使水和溶质源源不断地进入导管。68Cross-sectionalleafandrootanatomyofsaltcress,takenapproximately1mmfromtheroottip.ep,Epidermis;c,cortex;e,endodermis;p,pericycle.69ThewidthsofthelignifiedregionandthetightlyadheringregionoftheplasmamembraneweresignificantlylargerundersaltstressthaninthecontrolsE