木质部运输transport in xylem高等植物通过木质部将根所吸收的水分、养分及其同化物运输到地上部分的过程。松柏等裸子植物木质部的液流通道只有管胞而无导管,在进化程度高的种子植物中既有管胞,又有导管,但以导管为主。木质部液流中除了无机盐外,还有不少有机物。 木质部的液流通道 木质部的液流通道是导管和管胞。导管由一串特化的管状细胞形成,其中每个细胞称为一个导管分子(vessel element)。导管分子在发育初期是生活细胞,在成熟过程中,液泡膜与细胞质逐渐解体,线粒体和质体消失,最后质膜也解体,细胞壁完全木质化,成熟的导管分子只有细胞壁而无原生质,它们彼此串连在一起就形成导管。两个相邻导管分子间的端壁形成穿孔板(perforation plate),所以导管是中空无阻的通道。管胞成熟后其原生质体也解体,细胞壁木质化,形成空管。管胞较导管细长,两端逐渐尖斜,管胞与管胞之间两端尖斜部分紧贴在一起,有纹孔相通,液流通过管胞的阻力较导管稍大。但管胞亦为无原生质的运输管道,液流在其中运输仍较通畅,不过种子植物木质部液流通道主要是导管。液流在导管中的运输方向是从水势高的部位向水势低的部位运输,白天叶片通过蒸腾作用大量失水,使水势下降,产生蒸腾拉力,使根部水分及溶于其中的溶质沿根、茎导管向叶片运输,形成蒸腾流;在夜间除夏季高温干燥条件下以外导管液流向上运输就靠根压推动;白天在蒸腾速率很低时(叶片尚未展开或在阴天、空气相对湿度也较高时),木质部向上运输的液流主要也靠根压推动。 导管汁液的组成 导管汁液中有根系吸收的各种必需营养元素,除无机营养离子外,还有有机同化物,例如吸收氮后在根内同化形成的氨基酸、酰胺,烟草的导管汁液内除上述形态的氮而外还有含氮的植物碱;吸收磷后可同化为胆碱;锰可能与肽相结合;铜可能与天冬酰胺或谷氨酰胺相结合;铁多以螯合态在导管中运输。此外,导管汁液中还有根合成的植物激素细胞分裂素、赤霉酸和脱落酸等。 导管周围的薄壁细胞可分泌溶质到导管汁液中,也可从导管汁液内吸收溶质,所以根系的同化物并不一定经过导管从根一直向上运输到叶,也可能在运输途径中就被周围的薄壁细胞吸收利用。春季温带树木的叶芽萌发,木质部中贮藏的淀粉水解成可溶性糖,通过根压被导管向上运输的液流所溶解,导管汁液中就含有较多的糖分。此外,一些豆科植物的导管汁液中还有酰脲、尿囊素和尿囊酸。 |