Inligting

13.3: Eudicot Blare - Biologie

13.3: Eudicot Blare - Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Makroskopiese kenmerke

Eudikotblare het gewoonlik venasie, met 'n groter sentrale aar (die midrib of midvein) wat vertak in 'n netwerk van kleiner are. In die prent hieronder kan jy hierdie vertakkingspatroon in 'n skeletblaar sien.

Figuur (PageIndex{1}): 'n Skelethulseblaar toon die netwerk van vaskulêre weefsel. Die gelignifiseerde xileem- en floëemvesels breek baie stadiger af as die parenchiemselle van die blaar. Soos die res van die blaarweefsels ontbind, word die verharde vaskulêre weefsel agtergelaat. Dit openbaar die netpatroon van al hoe kleiner sytakke wat in eudicotblare gevind word. Foto deur Maria Morrow, CC BY-NC.

Mikroskopiese kenmerke

Eudikotblare kan gewoonlik op makroskopiese vlak onderskei word deur venetasie, maar dit verskil ook op mikroskopiese vlak. Let op die verskil in organisasie tussen die weefsels in die onderstaande blaar en die blare wat in die monokot -afdeling verskyn.

Figuur (PageIndex{2}): 'n Dwarssnit deur 'n eudicotblaar. Die boonste epidermis is 'n enkele laag parenchiemselle. Daar is geen huidmondjies in die boonste epidermis van hierdie blaar nie. Onder die epidermis is selle (wat pienk verskyn as gevolg van kleuring van die kerne en chloroplaste) in kolomme gerangskik, wat die palisade-mesofil vorm. Onder die palissade mesofil is die sponsagtige mesofil. Die selle is ongeveer dieselfde grootte as die mesofil van die palisade, maar daar is groot intersellulêre spasies tussen hulle. Die onderste epidermis is nog 'n enkele laag parenchiemselle, maar verskeie huidmondjies (omring deur beskermselle) is in hierdie epidermale laag sigbaar. 'n Groot vaatbundel is in die middel van die blaar. Die xileem (pienk gekleur) is aan die bokant en die floëem is aan die onderkant. Foto deur Maria Morrow, CC BY-NC.

Kutikula

U sal gereeld 'n wasagtige kutikula sien wat die oppervlak van die meeste plantweefsels bedek. In blare kan die ligging en dikte van die kutikula leidrade gee oor die omgewing waaraan die plant aangepas is.

Figuur ( PageIndex {3} ): 'n dwarssnit deur die boonste epidermis en palisade mesofil. Bo-op die boonste epidermis van hierdie blaar is 'n deursigtige laag kutikula sigbaar wat die bokant van die blaar verseël. Hierdie wasagtige laag beskerm die blaar en vorm 'n versperring vir die beweging van water. Beeld is in die publieke domein, afkomstig van Berkshire Community College Bioscience Image Library.

Vaskulêre bondels

Dit kan verwarrend wees om vaskulêre bondels eudikose in deursnee te sien. Die organisasie van weefsels in die veel groter middelvaatbundel word dikwels versprei in 'n halfsirkel, steeds met xileem aan die bokant en floëem aan die onderkant, maar dit kan moeilik wees om te onderskei. Boonop is die kleiner are nie in dieselfde rigting gerig nie, net soos in monokotse.

In die prent hieronder kom die vaatbundel net links van die middelnerf min of meer reguit na ons toe, so dit is maklik om die weefsels te onderskei. Daarteenoor het die vaatbundel regs van die middelrib skuins beweeg en is dit dus in 'n skuins gedeelte vasgevang en lyk dit meer soos 'n smeer. Dikwels kan u met hierdie skuins gedeeltes die xileemselle onderskei aan hul vreemde sekondêre muurverdikkings - dit lyk 'n bietjie soos opgerolde bronne.

Figuur ( PageIndex {4} ): 'n Deursnit deur die middellyf van 'n eudikotblaar. Die xileemweefsel in die groot vaatbundel is in 'n boogvormige halfsirkel gerangskik, met floëemweefsel in 'n boog wat net daaronder beweeg. Daar is lae kollenchiemselle onder die epidermis, bo en onder die middellyf. Wat sou die funksie van hierdie kollenchiemselle wees? Beeld is in die publieke domein, afkomstig van Berkshire Community College Bioscience Image Library.

Figuur (PageIndex{5}): Net regs van die middel van hierdie prent, kan jy die opgerolde veervoorkoms van die xileemvatelemente sien wat in 'n skuins gedeelte vasgevang is. Beeld is in die openbare domein, afkomstig van die Berkshire Community College Bioscience Image Library.

Eienskappe

Inhoud deur Maria Morrow, CC BY-NC


Anatomie van 'n dikblaar - Sonneblomblaar

Blare is baie belangrike vegetatiewe organe omdat hulle hoofsaaklik gemoeid is met fotosintese en transpirasie. Soos stam en wortels, het blare ook die drie weefselstelsels - dermaal, grond en vaskulêr. Die dermale weefselstelsel bestaan ​​uit 'n boonste epidermis en onderste epidermis. Stomata kom in beide die epidermis voor, maar meer gereeld in die onderste epidermis. Die grondweefselstelsel wat tussen die epidermale blaarlae lê, staan ​​bekend as mesofilweefsel. Dikwels word dit gedifferensieer in palisade parenchiem aan die adaxiale (boonste) kant en sponsagtige parenchiem aan die abaksiale (onderste) kant.

'n Blaar wat hierdie differensiasie in mesofil toon, word as dorsiventraal aangewys. Dit kom algemeen voor by dikblaarblare. As mesofil nie so gedifferensieer word in 'n blaar (dit wil sê gemaak van slegs sponsagtige of palisade parenchiem) soos in monokotte nie, word dit isobilateraal genoem. Die mesofilweefsel, veral sponsagtige parenchiemselle, omsluit baie lugruimtes. Die teenwoordigheid van lugruimtes is 'n spesiale kenmerk van sponsagtige selle. Hulle vergemaklik die gaswisseling tussen die interne fotosintetiese weefsel (mesofil) en die eksterne atmosfeer deur die huidmondjies.

Die vaskulêre weefselstelsel bestaan ​​uit vaatbundels. Hulle is onderpand en gesluit. Die vaatweefsel vorm die skelet van die blaar en hulle staan ​​bekend as are. Die are voorsien water en minerale aan die fotosintetiese weefsel. Dus help die morfologiese en anatomiese kenmerke van die blaar in sy fisiologiese funksies.


Dit is tyd om te blaai: vergelyk monokot- en dikotblare

Die blare van blomplante het 'n boonste en onderste oppervlak, met die boonste oppervlak wat gewoonlik weg van die grond af wys en die onderste oppervlak daarna.

Blaar dermale weefsel

Beide eensaadlobbige en tweesaadlobbige blare het 'n buitenste, wasagtige laag wat die kutikula wat die dermale weefsel van die boonste en onderste dek epidermis. Die kutikula beskerm die blaar en help dit om water te behou. Die epidermis, wat onder die kutikula geleë is, beskerm ook die blaar. Dit speel 'n sleutelrol in gaswisseling ook, want dit bevat porieë genoem huidmondjies. Aartappels kom ook in 'n mate in die stam en blomme van die plant voor, maar dit is hoofsaaklik 'n kenmerk van die blare.

Met die huidmondjies kan koolstofdioksied die blaar binnedring en bied waterdamp en suurstof die blaar. Elke stoma word begrens deur twee gespesialiseerde parenchimale selle, genoem wagselle. Hierdie selle maak die stoma oop en toe. Wanneer die turgor druk in die wagselle is dit hoog, buig hulle na buite, wat veroorsaak dat die huidmondjies se porie oopgaan. As die turgordruk in die beskermingselle laag is, as gevolg van 'n verlies aan water, word die huidmondjie se porie gesluit.

Blaargemaalde weefsel

'N Tipe grondweefsel wat genoem word mesofil vul die gebied tussen die boonste en onderste epidermis van die blaar. Die selle in die mesofil bevat talle chloroplaste, organelle wat uit te voer fotosinteseDeur lig, water en koolstofdioksied in suiker om te skakel, kan die plant afbreek om energie op te wek. Suurstof is die belangrikste neweproduk van fotosintese—wat wonderlik is vir organismes soos mense wat suurstof nodig het om asem te haal!

Blaar vaskulêre weefsel

In eensaadlobbige en tweesaadlobbige blare word vaatbundels omring deur een of meer lae parenchiemselle bekend as bondelskedes. Hulle beskerm die "are" van die blaar. In monokotblare voer die selle van die bondelskede fotosintese uit, maar dit is nie altyd die geval met dikblare nie.

Beide tipes vaskulêre weefsel speel 'n belangrike rol in blare. Die xileem bring water en opgeloste minerale vanaf die wortels op, en die selle in die mesofil gebruik die water wanneer hulle fotosintese uitvoer. Oortollige water word deur uitgestoot transpirasie, die vrystelling van waterdamp deur die huidmondjies. Die floëem neem die opgeloste suikers wat deur fotosintese geskep word na die plant se stam en wortels om gebruik of gestoor te word.


MATERIAAL EN METODES

Plantmateriaal en groeitoestande

'N Totaal van 54 spesies verteenwoordig 13 van die 16 eudikotfamilies wat bekend is dat hulle C bevat4 taxa is ondersoek (tabel 1). Die steekproefneming het 21 C ingesluit3 en 33 C.4 eudikose. Van die C.4 spesies, was nege reeds bekend as NADP-ME, en 11 was bekend as NAD-ME. Verteenwoordiger C.3 (Phaseolus acutifolius) en C.4 NADP-ME (Flaveria trinervia), NAD-ME (Amaranthus edulis), en PEP-CK (Melinis minutiflora) plante is ingesluit in die ensiemontledings om 'n duidelike verwysing vir die vergelykings te gee. Taxa van drie gesinne wat bekend is oor C4 spesies (Scrophulariaceae, Molluginaceae, Gisekiaceae) was nie beskikbaar nie. Soortname is bevestig deur middel van toepaslike streeksblomwerke.

Met die uitsondering van twee spesies (Suaeda vera en Commicarpus africanus, waarvoor blaar takkies en blare uit onderskeidelik Duitsland en Jordanië gestuur is, sien ook tabel 1), is plante óf uit sade ontkiem óf vegetatief uit lootsteggies gepropageer en gegroei in 'n grondmengsel van bogrond, sand en organiese potgrond (Promix , Sun Gro Horticulture Canada Ltd., Seba Beach, Alberta, Kanada) (2: 1: 1 in volume) in plastiekpotte van 4 liter in die kweekhuise van die Universiteit van Toronto. Maksimum verligting op sonnige dae het 'n fotosintetiese fotonvloeidigtheid van meer as 1600 μmol · m −2 · s −1 op planthoogte (natuurlike lig is aangevul met 400 W hoë druk natriumlampe, PL -ligstelsels, Toronto, Ontario, Kanada). Kweekhuistemperature wissel van 20 ° C tot 30 ° C. Die jongste, volledig uitgebreide blare of volwasse stamme van vyf replikaatplante vir elke spesie is omstreeks die middag geoes en vir ensiemtoetse en anatomiese ontleding gebruik.

Onttrekking en bepaling van dekarboksileerensieme

Vir die toetse van NADP-ME, NAD-ME en PEP-CK is ruwe blaarekstrakte voorberei met behulp van die ekstraksiebuffer van Ueno (1992). Blaarweefsel (0,1 g vars massa) is geoes van volledig verligte blare, gevries in vloeibare N2en word vinnig met 'n suurgewaste sand tot 'n fyn poeier gemaal met 'n voorafgekoelde mortier en stamper. Een ml yskoue ekstraksiemedium is by die poeier gevoeg en die slyp word voortgesit by 4 ° C vir ongeveer 30 sekondes. Die maaloplossing het 50 mM HEPES-KOH (pH 7.5), 10 mM MgCl bevat2, 2,5 mM MnCl2, 5 mM diothiotreitol (DTT), 0,2 mM Na4-EDTA, 0,5% (w/v) BSA, en 2,5% (w/v) onoplosbare polivinielpyrrolidoon (PVP). Weefsels uit Calligonum caput-medusae het baie lae ekstraheerbaarheid vir elk van hierdie ensieme gehad met behulp van die ekstraksiebuffer wat beskryf is. In plaas daarvan het die maalmedium wat gebruik is 50 mM HEPES-KOH (pH 7,5), 2,5 mM MgCl bevat2, 2,5 mM MnCl2, 5 mM DTT, 0,2 mM Na4-EDTA, 0,2% (w/v) Triton X-100, 0,7% (w/v) BSA en 25 mg PVP (Ueno, 1998a). Na verwydering van monsters vir chlorofil skatting, is ru-ekstrakte onmiddellik in 'n Eppendorf mikrosentrifuge (Centrifuge 5415, Brinkmann Instruments, Westbury, New York, VSA) by 10 000 × sentrifugeer g vir 45 sekondes, en die supernatante is by 30 ° C getoets vir ensiematiese aktiwiteit met behulp van 'n Diode array spektrofotometer ingestel op 340 nm (model 8452A, Hewlett, Packard, Palo Alto, Kalifornië, VSA).

Die aktiwiteite van NADP-ME en NAD-ME is bepaal deur die vorming van onderskeidelik NADPH en NADH te monitor. Die reaksiemengsel vir ontleding van NADP-ME het 50 mM Tris-HCl (pH 8.2), 1 mM Na bevat4-EDTA, 20 mM MgCl2, 0,5 mM NADP + , 5 mM Na-malaat en ensiemekstrak (Ku et al., 1991). Die reaksie is begin deur toevoeging van malaat. Die toetsmedium vir NAD-ME-toets bevat 25 mM HEPES-KOH (pH 7,2), 5 mM DTT, 0,2 mM Na4-EDTA, 2,5 mM NAD +, 5 mM Na-malaat, 8 mM (NH4)2SO4, 75 μM koënsiem A of 25 μM asetiel koënsiem A, 8 mM MnCl2, 25 μM NADH, en ensiemekstrak (gewysig uit Hatch en Kagawa, 1974 Hatch et al., 1982). Die reaksie is begin deur die toevoeging van MnCl2.

PEP-CK is in die karboksilase-rigting getoets (Reiskind en Bowes, 1991 Chen et al., 2002 Walker et al., 2002) na NADH-uitputting in 'n reaksiemengsel wat 100 mM HEPES-KOH (pH 7,0), 4% (v. /v) 2-mercaptoethanol, 100 mM KCl, 90 mM NaHCO3, 5 mM PEP, 1 mM ADP, 10 μM MnCl2, 4 mM MgCl2, 0,14 mM NADH, 6 eenhede malaat dehidrogenase (MDH) en ensiemekstrak. Alle reaksietempo's is aangeteken binne 'n reeks waar die toename in A340 was lineêr. Chlorofilinhoud in die ekstrakte is spektrofotometries bepaal in 96% (v/v) etanol volgens Wintermans en De Mots (1965).

Blaar anatomie

Klein stukkies blaarweefsel (ongeveer 1-2 mm 2, vyf blare per spesie) wat slegs hoë-orde are bevat, is uit die middelste gedeelte gelamineerde blare verwyder. Vir stingels en silindriese blare is weefselstukke, 1-2 mm 3, bemonster. Gesnyde weefsels is oornag by kamertemperatuur in FAA (70% etanol : ysasyn : formalien [18 : 1 : 1, v/v]) gefixeer. Na 'n standaard dehidrasie in 'n gegradeerde etanol -asetoonreeks, is monsters deur asetoon -Spurr se epoksiharsmengsels geïnfiltreer en in suiwer Spurr -hars genees (Spurr, 1969). Transversale dele, 2 mikrometer dik, is met 'n glasmes gesny op 'n Porter Blum MT-2 ultramikrotoom (Ivan Sorvall Inc., Norwalk, Connecticut, VSA), gedroog op poly-l-lysine (100 μg · ml −1, MW 560 000)-bedekte skyfies, en gekleur met 0,5% (w/v) toluïdienblou O in 0,1% (w/v) Na2CO3. Gedeeltes is waargeneem en bekyk met 'n Reichert-Jung Polyvar-mikroskoop (Reichert-Jung, Wene, Oostenryk), en beelde is verkry met behulp van 'n Nikon DXM-1200 digitale kamera en ACT-1 sagteware (Nikon, Tokio, Japan). Beelde van 14 spesies wat nie geïllustreer is nie, is op aanvraag beskikbaar.

Beelde wat twee tot vier are vir gelamineerde blare bevat en vier tot sewe are vir halfsilindriese en silindriese blare en stingels is gebruik vir kwantitatiewe ontledings (Dengler et al., 1994). Beelde is gedigitaliseer met behulp van PCI Image-Pro Plus-sagteware (Media Cybernetics, Silver Spring, Maryland, VSA). Gemete veranderlikes bevat deursnee-oppervlaktes (as volmag vir volume) van (1) PCA (of C3 mesofil [M], insluitend alle parenchimatiese grondweefsels, intersellulêre ruimte en substomatale holtes), (2) PCR (of C3 bundelskede [BS]), (3) intersellulêre spasie (volgens beskryf), en (4) epidermis (som van boonste en onderste epidermale lae). Verhoudings van PCA tot PCR (of C.3 M tot BS) is bereken, en oppervlaktes is ook uitgedruk as persentasies van totale deursnee blaaroppervlakte.

Die oppervlakte van intersellulêre ruimte (ICS) is stereometries geraam met behulp van 'n rooster wat op 'n dwarssnit aangebring is en die hoeveelheid kolletjies wat binne die ruimtes en selle val, tel (Parkhurst, 1982). Blaardikte by die dikste deel van elke aarsektor is vir gelamineerde blare bepaal maar nie vir silindriese blare en stingels nie. PCR weefselomtrek en lengte van PCR (of C3 BS) buitenste raakwande wat aan ICS blootgestel is, is ook gemeet met Image Pro Plus -sagteware. Verhoudings van PCR (of C.3 BS) oppervlakte en PCR omtrek blootgestel aan ICS aan PCR gebied is ook bepaal. Middel van kwantitatiewe data vir elke spesie is beskikbaar in aanvullende data wat aanlyn weergawe van hierdie artikel vergesel (Bylae S1).

Ader patroon

Aardigtheid is gemeet as totale aarlengte per eenheid blaaroppervlakte (Roth-Nebelsick et al., 2001). Die middelste derde van elke herhaalde blaar is deeglik gewas met 70% (v/v) etanol, gebleik met 5% (w/v) NaOH, skoongemaak in versadigde chloorhidraat en in dieselfde oplossing gemonteer. Skyfies is ondersoek onder helderveld- en differensiële beeldkontrasoptika op 'n Reichert-Jung Polyvar-mikroskoop. Twee verteenwoordigende beelde wat slegs hoër orde are bevat is geneem vir elke skoongemaakte blaar. Altesaam 10 beelde per spesie (twee beelde per blaar) is gedigitaliseer soos beskryf vir blaarafdelings.

Data-analise

Data is ontleed met behulp van geneste variansieanalise op rou en getransformeerde datastelle met behulp van Proc GLM in die SAS -program (SAS Institute, Cary, Noord -Carolina, VSA). Die model wat gebruik is, was: veranderlike = gemiddeldealgehele + fotosintetiese tipe + spesie (tipe) + fout. Om aan die aannames van ANOVA vir normaliteit en homoscedasticiteit van variansie te voldoen, gebruik ons ​​vierkantswortel- of ln-transformasies vir nie-verhoudingsveranderlikes, en 'n arcsine (vierkantswortel) transformasie vir verhouding- en persentasiegebaseerde veranderlikes, indien nodig. Bl waardes met 'n waarskynlikheidsvlak ≤ 0.05 word gerapporteer en beskou as aanwysers van beduidende verskille tussen gemiddeldes van die getoetsde groepe. ANOVA is gebruik om biochemiese tipes te vergelyk (Tabel 4, Bylaag S1, N. = 14–32 spesies per tipe), maar nie om anatomiese tipes binne elke biochemiese tipe te vergelyk nie, want n het gewissel van 1 (beperk deur voorkoms van tipes) tot 16 spesies (Tabel 5).

'n Meerveranderlike kanoniese diskriminant-analise (CDA) met behulp van Statistica-sagteware (StatSoft, 2001, Tulsa, Oklahoma, VSA) is gebruik om tussen fotosintetiese tipes op die getransformeerde data te onderskei. Oor die algemeen word CDA gebruik om te bepaal watter veranderlikes tussen twee of meer natuurlik voorkomende groepe onderskei, maar vir hierdie studie het ons nege veranderlikes gekies wat bekend is as 'n sterk bydrae tot diskriminasie tussen fotosintetiese tipes in grasse (Dengler et al., 1994). Die ingesluit veranderlikes was blaardikte, PCA (C3 M) en PCR (C.3 BS) weefselareas, verhouding PCA tot PCR, verhouding ICS, verhouding PCR (C3 BS) omtrek blootgestel aan ICS, PCR area tot volume verhouding, proporsie epidermisweefsel en aardigtheid. Meerveranderlike CDA roteer 'n stel van nv veranderlikes om die verskille tussen ng groepe wat a priori gekies is. Spesifiek, dit kom af ng - 1 of nv (watter een ook al die kleiner is) ortogonale kanoniese wortels, wat lineêre kombinasies van die gekose veranderlikes is. Die eerste kanonieke wortel verteenwoordig die kombinasie van veranderlikes wat die grootste hoeveelheid diskriminasie tussen groepe beskryf. Die tweede wortel definieer die volgende grootste hoeveelheid diskriminasie en is onafhanklik van die eerste wortel, ensovoorts. Kanoniese koëffisiënte definieer die lineêre projeksie van elke veranderlike op elke wortel. Rou kanonieke koëffisiënte is gestandaardiseer tot 'n gemiddelde van nul en variansie van een om die vergelyking tussen veranderlikes te vereenvoudig.

Beide die univariate en multivariate analises laat die vraag ontstaan ​​of diskriminasie tussen die drie fotosintetiese tipes in eudikose deur evolusionêre geskiedenis verwar word. Om dit op te los, het ons 'n Mantel-toets (Sokal en Rohlf, 1995 na Mantel, 1967) gebruik om die onafhanklikheid van twee matrikse te evalueer. 'N Korrelasiekoëffisiënt word bereken vir die paar matrikse, en 'n randomiseringstoets word gebruik om die betekenis van die korrelasie te skat. Die eerste matriks in ons analise was 'n datamatriks van paarsgewyse afstande tussen spesies, bereken uit die eerste kanonieke wortel van die kanoniese diskriminerende analise. Hierdie matriks is vergelyk met 'n matriks van (1) gesinslidmaatskap of (2) fotosintetiese tipe groeplidmaatskap (gekodeer as 1 vir dieselfde gesin of groep en 0 wanneer dit verskil).


Verskil tussen Dicot en Monocot Leaf

Sl. Geen.Dicotblaar
Dorsiventrale blaar
Monokotblaar
Isobilaterale blaar
1Dicot blare is dorsiventralMonocot blare is isobilateraal
2Die boonste oppervlak van die blaar is donkergroen en die onderste oppervlak is liggroenBeide die oppervlaktes van die blaar is ewe groen
3Epidermale selle word nie gesilifiseer nie (silikaafsetting afwesig)Epidermale selle word silikiseer (swaar afsetting van silika)
4Bulliforme (motoriese) selle afwesig in die epidermisBulliforme selle is teenwoordig
5Blare is gewoonlik hipostomaties (huidmondjies op die onderste oppervlak van die blaar)Blare gewoonlik amfistomaties (huidmondjies op beide die blaaroppervlaktes)
6Huidmondjies word lukraak op die epidermis gerangskikStomata is in parallelle rye in die epidermis gerangskik
Aartappels
7Stomatale wagselle is niervormigStomatale wagselle is 'n halwe klokvormige vorm
Wagsel
8Mesofil word gedifferensieer in palissade en sponsagtige weefselsMesofil ongedifferensieerd (saamgestel uit los gepakte isodiametriese selle met intersellulêre spasies)
Mesofil
9Blaarare is netvormigBlaar are is parallel
10Protoxielem elemente is nie te onderskei nieProtoxileemelemente kan onderskei word as protoksielem lacuna
11Bundel skede met enkele laag selleBundelskede met enkel- of veelvuldige lae
12Bundelskede selle het gewoonlik nie chloroplast nieBondelskedeselle beskik gewoonlik oor chloroplaste
13Bundelskede-verlenging is parenchimateusBundelskede-verlenging is sklerenchimateus
14Die onderste gedeelte van die middelrib is kollenchimatiesOnderste gedeelte van middel-rib is sklerenchimatous

As u van hierdie plasing hou ... voeg u likes by as KOMMENTAAR (hieronder ↓)


Kyk die video: 13. Woche: Vestibuläres System (Oktober 2022).