Determinacja

polarności pędu a

zdolność do tworzenia

kalusa

Polarność
zygoty

Polaryzację komórki obserwuje się przed pierwszym
podziałem komórkowym, którego wynikiem jest
powstanie dwóch komórek o różnym przebiegu
dalszego różnicowania.

Polarność utrzymuje się przez cały okres wegetacji
rośliny i odpowiada za jej biegunową budowę.

U roślin występuje mechanizm indukcji polarności, jak i
jej przekazywanie komórkom, tkankom i organom
podczas wzrostu i rozwoju.

Wszystkie zjawiska i procesy zachodzące w roślinie ulegają
skoordynowanej, kompleksowej regulacji zarówno przez czynniki
wewnętrzne (endogenne) jak i czynniki środowiska.

Czynniki endogenne – przede wszystkim hormony należące do
grupy auksyn i cytokin odgrywają istotną rolę w procesie
powstawania tkanki kalusowej.

Są to związki organiczne, które w bardzo małych ilościach -
wykluczających ich działanie żywieniowe - pobudzają, hamują
lub w inny sposób modyfikują procesy fizjologiczne roślin.

Są transportowane w roślinie od miejsca, gdzie są wytwarzane,
do miejsca, gdzie wywierają swoje działanie.

Polarność
pędu

Polarność pędu jest deteminowana bazypetalnym
transportem auksyny niezależnym od grawitacji.

Cytokininy wytwarzane są wnie w korzeniach i
transportowane ku wierzchołkowi poprzez naczynia
ksylemu.

Orientacja pędu lub hypokotyla w doświadczeniach
powinna być zgodna z naturalnym kierunkiem wzrostu,
gdyż ułatwia to odróznicowanie w kalus.

Polarny transport
auksyny

W tkankach pędu część puli auksyny przemieszcza się
tkanką floemową w kierunku podstawy (bazypetalnie)
wbrew gradientowi stężeń.

Dzięki transportowi hormonu z wierzchołka pędu do
korzenia zachowana jest polarność organizmu i jego
skoordynowany, harmonijny rozwój.

Orientacja eksplantatu jest ważna, gdyż różne części
pędu zawierają inne proporcje stężenia endogennej
auksyny do cytokininy.

W mechanizmie polarnego transportu decydującą rolę
odgrywa pułapka jonowa.

W stosunkowo kwaśnym środowisku, auksyna występuje
w postaci niezjonizowanej i może przenikać do komórek
przez błonę zgodnie z gradientem stężenia.

W cytoplazmie, o wyższym pH, ulega jonizacji I jako
polarny jon nie może opuścić komórki w ten sposób.
Umożliwiają jej to białkowe przenośniki znajdujące się w
plazmolemie na bazalnej stronie komórek.

Funkcje
auksyn

Pobudzają wzrost całej rośliny i tworzenie korzeni (przyspieszanie
wzrostu korzeni, pączków i łodyg następuje przy różnych stężeniach
auksyn, przekroczenie określonych stężeń hamuje ich wzrost).
Uschnięcie głównego wierzchołka wzrostu pędu przyspiesza rozwój
pędów bocznych, powodując rozkrzewianie. Podobnie dzieje się w
przypadku stożka wzrostu korzenia głównego.
• Sterują różnicowaniem tkanek w komórkach ksylemu,
przyczyniając się do powstania jednolitego rurkowatych przewodów,
biegnących wzdłuż rośliny od merystemu wierzchołkowego pączków
przez łodygę do wierzchołków korzeni.
• Zapobiegają opadaniu liści, kwiatów, owoców i pędów z rośliny
macierzystej.
• Indukują tworzenie się korzeni przybyszowych.
• Stymulują różnicowanie łyka i ksylemu.
• Wywołują zawiązywanie owoców, co odbywa się u niektórych roślin
(pomidor), w taki sposób, że można otrzymać owoce bez zapylenia,
zapłodnienia i rozwoju nasion.
• Wpływają na różnicowanie się płci u roślin, zwiększając w kwiatach
dwupiennych tendencję żeńską (poprzez stymulację produkcji
etylenu).

Tkanka
kalusowa

W procesie regeneracji komórki uzyskują najpierw
zdolność odróżnicowania się (dedyferencjacji), czyli
wytworzenia tkanki kalusowej.

Proces ten zachodzi w skutek zranienia (odcięcia fragmentu
rośliny).

Kalus zawiera głównie komórki miękiszowe i
merystematyczne; komórki mają przypadkowy,
nieuporządkowany układ; na powierzchni nie ma skórki)

Pędy i korzenie powstawać mogą nie tylko z kalusa
(organogeneza pośrednia), ale także wprost z dzielących sie
komórek eksplantatu (bezpośrednia).

kalus w zależności od warunków w jakich się będzie rozwijać (tj.
stężenia hormonów) może ulec ponownemu zróżnicowaniu w
kierunku pędów lub korzeni, włącznie z odtworzeniem całej
rośliny.

Kalus jest również jedną z faz embriogenezy somatycznej -
odpowiednio pobudzona część rośliny przechodzi wszystkie stadia
rozwoju zarodkowego, tworząc w efekcie nowe organy, a nawet
cały organizm - tak zwana totipotencja . Małe kawałki rośliny
ulegają najpierw różnicowaniu tworząc właśnie kalus, a następnie
ponownie się różnicują budując pędy, korzenie itp.

Zastosowa
nie

Hodowle in vitro kalusa znajdują szerokie
zastosowanie w badaniach nad fizjologią i
genetyką roślin.

Ponadto znajomość zjawiska polarności pędu
wykorzystywana jest w mikrorozmnażaniu roślin
sadowniczych, ozdobnych, użytkowych, warzyw,
roślin leczniczych.

Zastosowanie
-mikrorozmnażanie

Na skutek zjawiska polarności, w procesie
mikrorozmnażania korzenie formują się zawsze na
bazalnym końcu fragmentu pędu, dlatego należy
zwracać uwagę na orientację umieszczanych w
podłożu hypokotyli, zgodną z kierunkiem
naturalnego wzrostu.