A GYÖKÉR

MAKRO-MORFOLÓGIA

DIFFERENCIÁLÓDÁS

A GYÖKÉRCSÚCS

KERESZTMETSZET

ELÁGAZÁS

VASTAGODÁS

A GYÖKÉRNYAK

MÓDOSULT GYÖKEREK

HUMÁN VONATKOZÁSOK

Sakae Shibusawa

Modelling the branching

growth fractal pattern of the

maize root system

Volume 165, Number 2 / June, 1994

Az elágazás kétszikűeknél

természetes:

Az elágazás egyszikűeknék is

van!

A hajtás/gyökér arányt genetikai

tényezők határozzák meg, de

nagymértékben befolyásolják a

környezeti tényezők:

- Vízellátottság

- Talajszerkezet

- Tápanyagellátottság (pl. N)

Bonsai-kultúra

A Bonsai fákat nagyon lapos edényekben nevelik, amelyekben csak nagyon

kisméretű lehet a gyökér. A jelenség bizonyítja a hajtás/gyökér arány

szabályozottságát. Ez csak úgy lehetséges, ha állandóan jelentős mennyiségű

ásványi anyagot és vizet kap a növény.

A gyökeret rendszeresen (évente legalább egyszer) alaposan visszavágják. Ha

ezt türelmesen teszik, akár 200-300 éves Bonsai fák is nevelhetők. The oldest specimens identified are believed to be at least 800 years old. It is impossible to accurately

date a tree without damaging it, so the age of most bonsai trees is educated guesswork based on

whatever records are available, the kind of tree, and the style of clipping. What’s more, many of the most

spectacular specimens are in private Japanese collections and abroad, not accessible to the public.

http://www.bonsaisolutions.com.au/advanced_techniques/development_of_root_over

_rock_bonsai.html

http://www.bonsaiforbeginners.com/root-over-rock.html

盆栽

Species Location Maximum rooting depth (m)

References[1][2]

Boscia albitrunca

Kalahari desert 68 Jennings (1974)

Juniperus monosperma

Colorado Plateau

61 Cannon (1960)

Eucalyptus sp. Australian forest

61 Jennings (1971)

Acacia erioloba

Kalahari desert 60 Jennings (1974)

Prosopis juliflora

Arizona desert 53.3 Phillips (1963)

Rooting Depth Records

CSOPORTOSÍTÁS EREDET SZERINT

VALÓDI GYÖKÉR: A CSÍRA GYÖKÖCSKÉJÉBŐL FEJLŐDIK KI; AZ EMBRIÓ

GYÖKÉRCSÚCS MERISZTÉMÁJÁBÓL.

JÁRULÉKOS GYÖKÉR: HAJTÁS EREDETŰ

SZEMINÁLIS GYÖKÉR: MAG EREDETŰ (AZT JELENTI, HOGY A CSÍRÁBÓL

FEJLŐDIK, DE A KIFEJEZÉS NEM UTAL ARRA, HOGY VALÓDI VAGY

JÁRULÉKOS.

Pl.: Kialakulhat a szár mezokotil részéből; a mezokotil a csíranövény része.

Példák a járulékos gyökerekre:

Majomfa (Crassula ovata): a szár noduszain fejlődik

Karácsonyi kaktusz: a levélszerűvé módosult szár noduszain fejlődik

Kalanchoe: A levelek végén fejlődő növénykék („vivipara növény) gyökereket is

fejlesztenek.

Ibolya: Viola odorata indáján fejlődő gyökerek. Az ivartalan szaporodást

szolgálják, a növény így klónozódhat.

A burgonya ággumóján nem csak hajtás, hanem gyökér is fejlődhet.

Hagyma tönkjéből fejlődő mellékgyökerek

Levágott hajtások gyökereztetése: vegetatív szaporítás: Coleus, fűzfa, cédrus

(mikroszaporítás).

Gyökérképzés sárgarépa levélnyelén.

Kísérlet a fűzfa vesszőjével: 1) Gyökereztetés az ág eredeti helyzetét megtartva: gyökérképzés bazálisan, hajtásfejlődés apikálisan

2) Gyökereztetés az ág csúcsának lefelé fordításával: a gyökérképzés az eredeti bazális (most fent

lévő) póluson történik, a hajtásképzés ellentétesen. Ok: az auxin poláris transzportja –

gravitropizmus genetikai rögzültsége.

3) Ha a hajtáson gyűrűszerűen megszakítjuk a háncsot, a gyűrű felett gyökér, alatta hajtás keletkezik.

4) A fűzfa hajtása visszadugható a földbe, ott az járulékos gyökeret fejleszt, így különböző bokor-

alakzatok alakíthatók ki.

A járulékos gyökér a szár kambiális rétegéből fejlődik. A képen paradicsom

szárának gyökereztetése látható. Journal of Plant Physiology Vol. 163, 2006, Pages 827–836

Kukorica pányvázó járulékos gyökerei

FŰZFAVESSZŐ HAJTATÁSA

A FIATAL GYÖKÉR

SZÖVETTANI ZÓNÁI

ELÁGAZÁSI

FELSZÍVÁSI

DIFFERENCIÁLÓDÁSI

(MEGNYÚLÁSI)

OSZTÓDÁSI

GYÖKÉRSÜVEG

A GYÖKÉRCSÚCS

Autoradiográfiával

készített felvétel Sinapis

alba gyökércsúcsáról. A

gyökeret előzetesen

triciummal jelölt

timidinnel inkubálták 72

órán keresztül. A

gyökeret ezután

sugárzás-érzékeny

filmre helyezték.

A fekete pontok azt

jelölik, hogy hol épült

be jelölés az újonnan

szintetizált DNS-be. A

fehér terület a csendes

zónát jelöli.

Cloves (1965) Endeavour 24 8-12

GYÖKÉRSÜVEG

Programozottan elhaló sejtek:

A gyökércsúcs védelme

(Nem „surlódás-gátló”)

A gyökér-talaj kontaktus kialakítása: fizikai, kémiai, biológiai

Táptalaj baktériumoknak

Táptalaj gombáknak

GRAVITROPIZMUS

Light and electron microscopy of the root cap and columella cells. Light microscopic

images of Columbia (A) and miz1 (B) root tips. Electron micrographs of the columella

cells of Columbia (C) and miz1 (D) roots. The arrow (g) indicates the direction of

gravitational force.

Akie Kobayashi, Akiko Takahashi, Yoko Kakimoto, Yutaka Miyazawa, Nobuharu Fujii,

Atsushi Higashitani,and Hideyuki Takahashi 4724–4729 PNAS March 13, 2007 vol. 104

Az amiloplasztiszok gravitropikus reakciója zsurló

gyökérsüvegében és kortexe alsó sejtjeiben

a: hosszmetszet: az amiloplasztiszok és a sejtmag is a sejtek

alsó pólusán találhatók.

50 µm

b: TEM: a gyükérsüveg egy sejtje: jól mutatja, hogy a sejtmag

és az amiloplasztoszok egy magasságban helyezkednek el.

C

N

Ha a növényt úgy helyezték el, hogy a gyökere vízszintes irányba nőjön, a

sejtmagok és az amiloplasztiszok átvándoroltak az eredeti oldalfalak felé,

azaz megint a gravitációs erő irányába mozdultak el.

A FIATAL GYÖKÉR

KERESZTMETSZETE

rizodermisz

Elsődleges kéreg

(cortex)

endodermisz

xilém

floém

H. J. DITTMER (Department of Botany, University of Iowa) calculated the root surface of a rye plant (Secale cereale) in 1937. He counted 13 800 000 roots (including all side roots and branchings) with a total surface of 235 km2. The roots have 14 milliard living root hairs with a surface totalling 400 km2. The surface of roots and root hairs thus sums up to 635 km2. All roots of this one plant were contained in 1/22 m3. The plant surface above ground covers 1/30th of the root surface. Even if the cell walls of the mesophyll that border on the intercellular space are taken into account, the absorbing surface of the root is still 22 times as big as the transpiring surfaces of the shoot. This may look uneven, since it enables the plant to a water uptake much larger than its water transpiration. But the calculation includes many elements of uncertainty. It assumes, for example, that all root hairs are equally active. It would therefore certainly be desirable to redo such a calculation with data from another plant of the same or another species to be able to estimate the error rate and to find out whether the calculation can be generalized.

H. J. DITTMER (Department of Botany, University of Iowa) Statisztika: 13 800 000 rozsgyökér vizsgálata 14 milliárd gyökérszőr/ gyökér = 400 km2 felület Teljes gyökérfelület = 635 km2

A hajtásfelülete ennek 1/30 része A gyökér felszívó felülete 20-szor nagyobb, mint a hajtás párologtató felülete

ENDODERMISZ

Gyökérszőr

A vízszállítás apoplaszt útja A vízszállítás szimplaszt útja

Plazmodezmák

Rizodermisz

Endodermisz

Periciklus

Tracheális

elemek

Ko

rtex

EXODERMISZ

VAGY

HIPODERMISZ

A víz- és ásványi anyag felvételének elsődleges szabályozása

Védelem

KÖZPONTI SZÖVETHENGER

Kétszikű gyökerek

Rizodermisz: általános

Általában vastag kortex réteg

Endodermisz: CSAK ELSŐDLEGES! – a vastagodás miatt

Periciklus:

oldalgyökér képzése, vastagodás, periderma kialakítása

Oligoarch xylém: diarch- triarch, tetrarch, pentarch

Minden sugárban kívül van a protoxilém, a központban metaxilém

Általában nincs bél, a xilémsugarak összeérnek

KÖZPONTI SZÖVETHENGER

Egyszikű gyökerek

- Rizodermisz: általános

- Általában vékonyabb kortex réteg

- Másodlagos vagy harmadlagos endodermisz

- Periciklus van!!! – oldalgyökér képzése

- Sok xilémsugár (poliarch gyökér)

- A bél jelenléte a központi szövethengerben

Pinus

Ophioglossum

A pálmák

támasztógyökerében

100 felett islehet