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根毛または吸収毛は、植物の根の先端にある表皮細胞（特殊な細胞）から成長したものです。単一細胞の側方延長であり、まれにしか分岐しません。根の成熟領域に見られます。根毛細胞は、根の表面積と体積の比率を増やして根毛細胞がより多くの水を取り込むことができるようにすることで、植物の水分吸収を改善します。根毛細胞内の大きな液胞により、この水分摂取がはるかに効率的になります。根毛は、植物と菌根菌の主な接点であるため、栄養素の吸収にも重要です。
関数
根毛の機能は、土壌中の水分とミネラル栄養素を集めて植物全体に送ることです。根では、ほとんどの水分吸収は根毛を通して行われます。根毛が長いため、土壌粒子の間に浸透することができ、有害な細菌が道管を通って植物に侵入するのを防ぎます。[1]これらの毛の表面積を増やすと、植物は栄養素を吸収し、微生物と相互作用する効率が向上します。[2]根毛細胞は光合成を行わないため、葉緑体は含まれていません。
重要性
根毛は植物に必要な水分と栄養分のほとんどを吸収するのに必要な重要な表面を形成します。また、マメ科植物の根粒形成にも直接関与しています。根毛は細菌の周りを巻き、分裂中の皮質細胞に感染糸を形成して根粒を形成します。[3]
根毛は表面積が大きいため、水やミネラルの能動的な吸収が非常に効率的です。根毛細胞は酸（リンゴ酸やクエン酸など）も分泌し、ミネラルの酸化状態を変化させて可溶化し、イオンを吸収しやすくします。[4]
形成
根毛細胞の直径は15～17マイクロメートル、長さは80～1,500マイクロメートルです。[5]根毛は成熟帯、つまり分化帯にのみ存在します。[6]根毛は伸長帯には存在しません。これは、根が伸長して土壌中を移動するにつれて、古い根毛が切り取られるためと考えられます。[7]根毛は少なくとも1μm/分と速く成長するため、細胞増殖の研究に特に有用です。[8]根毛細胞の発達直前および発達中は、ホスホリラーゼ活性が上昇します。[9]
真菌の相互作用
根毛は、特に共生菌との相互作用を通じて、植物の健康な栄養に不可欠です。共生菌と根毛は、AM菌によって形成されるアーバスキュラー菌根やEM菌によって形成される外生菌根などの菌根共生を形成します。[10]これらは非常に一般的であり、[11]陸生植物種の90％に発生し、[12]菌と植物の両方に利益をもたらすためです。
EM菌類におけるこの関係の形成は、根毛の定着から始まります。このプロセスは、EM菌類が土壌から根毛に付着したときに始まります。[13]次に、菌類は拡散因子を分泌します。根毛はこの因子に非常に敏感で、菌糸が表皮細胞に浸透して根皮質の最初の層にハルティグネットを形成できるようにします。 [13]この高度に分岐した構造は、菌類細胞が植物と菌類の間で起こる交換に適応する際に、2つの生物間のインターフェースとして機能します。[14]このプロセスは、AM菌類が根毛に定着する方法に似ていますが、拡散因子の代わりに加水分解酵素を分泌して細胞壁を緩め、菌糸が侵入できるようにし、ハルティグネットはありません。[13]
根毛における真菌のコロニー形成のさまざまな効果は、この関係が植物と真菌の両方の種にとって有益であることを示しているが、主な効果は根毛の成長に対するものである。真菌は実際に、水または栄養素が不足すると根毛の成長に影響を与える。[13]これらの生物は両方とも栄養素と水を必要とするため、相互の生存にはそれらの協力が不可欠である。欠乏が検出されると、植物の干ばつストレス反応が引き起こされ、根毛の成長を引き起こす。[12]次に、真菌の菌根は、その拡張システムを使用して、植物が適切な栄養領域を見つけるのを助け、根が成長すべき方向を知らせる。[13]これにより、根の成長がより効率的になり、他の代謝プロセスのためのエネルギーが節約され、その結果、それらの代謝産物を餌とする真菌に利益をもたらす。
生存
新しい根毛細胞が成長すると、近くの細胞の根毛の成長を抑制するホルモンを分泌します。これにより、これらの細胞上の実際の毛が均等かつ効率的に分布します。 [要出典]
植物を植え替えたり移植したりすると、根毛細胞がかなり剥がれ落ち、萎れを引き起こす可能性があります。[15]
参照
参考文献
- ^ 「植物の水分バランス」。科学の驚異。2021年11月16日閲覧。
- ^ Grierson, C.; Schiefelbein, J. (2002). 「根毛」.アラビドプシスブック. 1 : e0060. doi :10.1199/tab.0060. PMC 3243358. PMID 22303213 .
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- ^ https://www.colby.edu/biology/BI237/roots.pdf [ベアURL PDF ]
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