Transcript Prednaska o korenech, Anatomie a morfologie rostlin

Morfologie kořenů
Majka Šmilauerová
Funkce kořenů
• Primární
– čerpání vody a živin
– upevnění rostliny v/k substrátu
• Sekundární
–
–
–
–
–
zásobní
propagační
dýchání
syntéza růstových látek
další
Primární funkce
Prokořenění půdního profilu
• Hloubka, šířka a hustota
Trade off (obsazení prostoru x investice do
stavby kořenů, dočasný charakter zdroje)
Prokořenění půdního profilu
• Způsob větvení (kořenová architektura)
– délka úseků mezi větveními → hustota větvení
– úhly větvení → únik z vyčerpané oblasti půdy
Kořenové vlášení
Kořenové vlášení
• Dauciformní kořeny
(šáchorovité)
• Kapilaroidní kořeny
(Juncaceae,
Restionaceae)
• „sand-binding“ roots
(nemykorhizní
jednoděložky, např.
ostřice)
Proteoidní kořeny
• „klastrové“ kořeny
• původně objeveny u
Proteaceae, dnes známy u
různých druhů z čeledí
Betulaceae,
Casuarinaceae,
Eleagnaceae, Moraceae,
Fabaceae a Myricaceae
• na velmi chudých půdách,
příjem P
Symbiotické vztahy
• s vazači vzdušného N
 hlízky
• s mykorhizními houbami
 mykorhizy
• s parazity
Symbióza s vazači
vzdušného N
• s bakteriemi Rhizobium - bobovité
(Fabaceae), citlivkovité
(Mimosaceae), sapanovité
(Caesalpiniaceae)
• s aktinomycety Frankia - jednotlivé
rody z různých čeledí (olše Alnus,
rakytník Hyppophae, driádka Dryas)
Symbióza s mykorhizními
houbami I
• Arbuskulární - houby tř. Glomeromycota s kořeny
bylin i dřevin mnoha čeledí
– morfologie kořene se zásadně nemění
Symbióza s mykorhizními
houbami II
• Ektomykorhiza - houby tř. Basidiomycota a
Ascomycota s kořeny asi 2000 druhů převážně
dřevin (smrk, borovice, …, bříza, …)
– mění se morfologie kořene
• změny charakteru růstu
• změny barvy
• hyfový plášť (a navazující extramatrikální mycelium,
rhizomorfy, plodnice )
Symbióza s mykorhizními
houbami III
• Orchideoidní mykorhiza
• Erikoidní mykorhiza
• Arbutoidní a monotropoidní mykorhiza
Paraziti v kořenech
• Mohou měnit nejen anatomii, ale i morfologii
(např. Agrobacterium, nematod Heterodera
avenae)
Kořeny (polo-)parazitů
• haustoria
Kontraktilní kořeny
• Buněčný růst a kolaps
• kontrakce až o 70%
Kořeny epifitů a lián
• Příčepivé kořeny - břečťan Hedera helix
• Úponky - vanilka
• Ukotvující kořeny
fikusů
Zajištění stability v nestabilním
substrátu I
• Chůdovité kořeny - r. Rhizophora v
mangrovových porostech, pandány, některé
naše ostřice (r. Carex)
• deskovité
kořeny stromů v
tropech - fíkus
Zajištění stability v nestabilním
substrátu II
• Adventivní kořeny stromových kapradin
(např. r. Diksonia, Cyathea)
Sekundární funkce
Zásobní a propagační funkce
• Dužnaté kořeny - mrkev (extrémně
vyvinutý parenchym sekundárního floemu a
xylemu hypokotylu a hlavního kořene),
cukrová řepa (anomální sekundární
tloustnutí)
Zásobní a propagační funkce
• Ze 17 typů orgánů klonálního růstu 3 jsou
kořenového původu:
– Kořenové hlízy – 2% našich druhů (např. orsej jarní Ficaria verna,, tužebník obecný - Filipendula
vulgaris)
– Propagace rozpadem hlavního kořene – 21% našich
druhů (např. jetel luční - Trifolium pratense)
– Adventivní pupeny na kořenech – 15% našich druhů
(např. jitrocel - Plantago, pupalka Oenothera)
Dýchání v zamokřené půdě
• Dýchací kořeny - pneumatofory (r.
Avicennia z mangrovů; aerenchym)
• deskovité kořeny pralesních stromů
Asimilační funkce
• Vzdušné kořeny epifytů a lián
Kuriozity I
• Kořeny přeměněné v trny - ochranná funkce
(palma Chorisia speciosa)
Kuriozity II
• kolenovité kořeny (knee roots) tisovce
(Taxodium distichum)
„Root morphology“ v současné
literatuře
• Eko-fyziologické studie, reakce rostlin na
heterogenitu prostředí, na kompetici,
exprese genů
• Parametry, které jde měřit a porovnávat
–
–
–
–
–
hloubka prokořenění
průměry kořenů různých řádů
celková délka nebo povrch kořenů
poměr délky a hmotnosti kořemů (SRL)
hustota a délka kořenového vlášení
– počet kořenových primordií nebo postranních
kořenů na jednotku délky kořene
– počet ekromykorhizních špiček na délku kořene
– způsob větvení kořenů (topologické parametry)
Popis celých kořenových soustav
I
Podle místa vzniku kořene
– tradičně kořeny pravé a adventivní
• kořeny pravé - růstem a větvením radikuly
v akropetalním pořadí
• adventivní k. - ze starých, druhotně
ztlustlých pletiv, ne v akropetalním pořadí,
kdekoli na rostlině
• Podle podílu „pravých“ a adventivních
kořenů - rostliny homorhizické (hl. kořen
zaniká, KS jen z adventivních kořenů),
alorhizické (KS vzniká větvením hl.
kořene, který zůstává zachován po celý
život rostliny) a hererorhizické (KS je
směsí primárních a adventivních kořenů,
jejichž poměr se během ontogeneze mění)
Popis celých kořenových soustav
II
Podle vývojového pořadí Vývojové modely
– vychází z růstu KS
– základní jednotka - segment
x-tého řádu
–  určení pořadí
–  různé části segmentu i
různé kořeny téhož řádu se
funkčně a vývojově liší
Popis celých kořenových soustav
III
Podle způsobu větvení Topologické (funkční) modely
– vychází z funkční podobnosti částí
KS (všechny kořenové špičky nebo
úseky nesoucí stejný počet špiček
jsou si podobné)
– základní jednotka - link, místo
„řádu“ „magnituda“ (počet špiček,
které nese)
– KS typu rybí kostry („herringbone“) x
dichotomicky větvený KS
– topologický model umožňuje určit míru
podobnosti těmto extrémům
–  neuvažuje celkový rozsah KS
–  neuvažuje existenci více typů kořenů v KS