betydelsen av Stomata
växter kan ha en enkel struktur externt, som huvudsakligen består av stammen, bladen, blommorna och rötterna. Men internt finns det en hel värld av komplexa mekanismer som arbetar tillsammans för att utföra de olika fysiologiska aktiviteterna. Huvudkraften som driver växttillväxt är vatten. Det är huvudkomponenten i växten, som utgör upp till 95% av dess struktur i vissa arter., Hur kan vatten vara ansvarigt för växttillväxt?
enkelt uttryckt är det mediet där alla komplexa kemiska reaktioner uppträder, som också ansvarar för näringsabsorption och translokation. Vatten kommer in i växten huvudsakligen genom rötterna och transporteras sedan till de olika organen, fördelar näringsämnen och hormoner genom hela växten. Eftersom vi har fastställt vikten av vatten för växttillväxt är det viktigt att ange vikten av stomata, porerna som driver växttillväxt. Så, vad är stomata?,
enkelt uttryckt är de öppningar i plantans yta, som huvudsakligen finns på bladen, men också på stammar och andra organ. De är porer omgivna av specialiserade parenkymatiska celler, kallade vaktceller. Stomata har två huvudfunktioner, nämligen att de möjliggör gasutbyte som fungerar som en ingång för koldioxid (CO2) och släpper ut syret (O2) som vi andas. Den andra huvudfunktionen är att reglera vattenrörelsen genom transpiration. Stomata varierar i form och storlek, att kunna förändras för att anpassa sig till de olika miljöfaktorer, vilket säkerställer optimala förhållanden för fotosyntes.,
källa: Dr.Willem Van Cotthem, University of Ghent (Belgium)
precis som djur andas, gör växter det också genom stomata. Den gasformiga utbyte som de är ansvariga för, underlätta fotosyntes genom att släppa in den väsentliga CO2. Koldioxid används som bränsle för att driva fotosyntes, vilket genererar syre som en biprodukt, som sedan släpps ut i atmosfären. Nu, hur kan stomata underlätta fotosyntes? De kan göra det genom att spela en viktig roll i transpiration., Transpiration definieras som absorption av vatten i växten, dess fördelning inom den och dess slutliga frisättning till atmosfären från arealdelarna. Transpiration genom stomata, skapar en vattenpotential inom anläggningen, vilket i sin tur gynnar passiv vattenabsorption i rötterna, som sedan kommer att transporteras genom hela anläggningen av Xylem.
för att utföra fotosyntes behöver växter sex molekyler vatten och sex molekyler CO2 för att producera socker och syre., Därför spelar stomata, som nämnts, en integrerad del i vatten och CO2, inträde till växten, vilket underlättar fotosyntesen.
stomata reglerar transpiration och CO2-intag genom att ändra dess storlek beroende på miljösignalerna. Under optimala förhållanden är stomata vidöppen, vilket möjliggör gasutbyte med atmosfären. Vaktceller är ansvariga för att ändra porstorlek, de gör det genom att expandera eller kontrahera sig effektivt öppna och stänga stomata., För stomataöppning rusas vatten in i skyddscellerna på grund av osmos, vilket är beroende av kaliumkoncentrationen i cellerna. Kalium går in och lämnar cellerna genom aktiv transport, beroende på miljöutlösare. Sådana utlösare innefattar jonbyte, temperatur, ljus, hormonsignalering, CO2-koncentration etc.
för att stomata ska öppnas transporteras kalium aktivt till vakuolerna, vilket ökar koncentrationen i cellerna och därigenom driver vatteninmatning på grund av osmos, ökar cellturgensen och storleken och exponerar porerna., Det motsatta sker för stomata stängning, kalium transporteras ut cellerna, vilket lockar vattnet ut till utsidan, kollapsar cellerna på porerna och stänger det effektivt.
Stress är den främsta orsaken till stomata stängning, eftersom växten producerar abskisinsyra (ABA), ett växthormon som är välkänt för att reglera många viktiga processer som är involverade i växtutveckling och anpassning till biotiska och abiotiska påfrestningar. Vid vattenstress orsakad av torka eller salthalt klarar växten stressen genom att undvika onödig vattenförlust genom stomata., Fysiologiskt sett producerar växten abscisinsyra (ABA), som signalerar stomata stängning genom att binda till intracellulära lösliga ABA-bindande proteiner i vaktceller som sedan aktiverar andra budbärare som ROS, kväveoxid, Ca2+ utlöser jonkanaler som i slutändan orsakar vatten att lämna vaktcellerna, vilket krymper deras storlek och kollapsar på porerna och stänger den effektivt.
På så sätt kan anläggningen bevara vatten, undvika onödiga förluster, tills stresssignalen minskas, vilket sänker koncentrationen av ABA och dess effekt på stomata stängning., Likaså har det konstaterats att anläggningen kan producera ABA som ett svar på patogen angrepp såsom Pseudomonas syringae, som kan komma in i anläggningen genom klyvöppningarna. Växten syntetiserar ABA som inducerar stomatal stängning, undviker ytterligare patogen invasion.
Stress påverkar tillväxten negativt genom stomata stängning, vilket i sin tur stör fotosyntesen samt vatten och hormonell rörelse inom växten, vilket medför en hormonell obalans som leder till hämmad tillväxt., Detta observeras allmänt på fältet, vilket orsakar enorma agronomiska förluster, både i avkastning och fruktkvalitet. Därför är det viktigt att kontrollera stress på fysiologisk nivå för att undvika stomata stängning och efterföljande produktionsförluster. Med ständigt förändrade väderförhållanden, tillsammans med resursbrist, spelar produkter som är specialiserade på att bekämpa växtstress en viktigare roll för att effektivt lindra produktionsförlusterna.,
Sammanfattningsvis spelar stomata en viktig roll i växtutvecklingen genom att reglera gasutbytet med atmosfären och kontrollera transpirationen. Olika faktorer kan påverka dess form och storlek, effektivt reglera vattenupptag, transport och fördelning av näringsämnen och hormonella signaler i de olika organen av växter, vilket styr tillväxten. Att upprätthålla anläggningen stressfri är viktigt för att undvika produktionsförluster, vilket kan vara en direkt effekt av stomata tillstånd.
Daszkowska-Golec, A. och Szarejko, I. (2013)., Öppna eller stäng grinden-Mageen åtgärd under kontroll av fytohormoner vid torka stressförhållanden. Gränser inom Växtvetenskap, 4.