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34.16:

Floema e Transporte de Açúcar

JoVE 核
生物学
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Phloem and Sugar Transport

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A fotossíntese gera açúcar em folhas de plantas. No entanto, o açúcar é frequentemente necessário em partes distantes da planta. A translocação é o processo que distribui os produtos da fotossíntese para outros tecidos de planta.As folhas são tipicamente chamadas fontes de açúcar, que são locais que produzem m ais açúcar do que consomem. Em contraste, as raízes, os caules e os frutos são normalmente consumidores de açúcar, chamados sumidouros de açúcar. O transporte de açúcar entre a fonte e o sumidouro ocorre no tecido vegetal chamado floema.Em angiospermas, o floema é composto por células especializadas chamados de elementos de Tubo Crivado, arranjados de ponta a ponta para criar longos tubos. As células de Companhia estão localizadas ao lado cada elemento de Tubo Crivado. O açúcar pode chegar ao floema por várias rotas.Pode viajar através do espaço celular e das paredes extracelulares através de poros que ligam diretamente ao citoplasma de células vizinhas. Uma solução aquosa, chamada de seiva de floema, composta de açúcar, aminoácidos, hormonas e minerais, flui através dos elementos do Tubo Crivado. De acordo com a hipótese do fluxo de pressão, A água segue o açúcar pelo floema por osmose, aumentando a pressão dentro do floema e assim impulsionando o movimento da seiva do floema.A seiva do floema então flui para o tecido de drenagem mais próximo, que tem uma baixa concentração de açúcar. O açúcar se difunde ou é ativamente transportado para fora do floema. Como o açúcar é descarregado, a água segue por osmose e alivia pressão dentro do floema.Utilizando a translocação através do floema, as plantas podem distribuir recursos para os tecidos em que eles são necessários em um determinado momento ou estação.

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Floema e Transporte de Açúcar

Como muitos organismos vivos, as plantas têm tecidos especializados para funções vegetais específicas. Por exemplo, os rebentos estão bem adaptados ao crescimento rápido, enquanto que as raízes estão estruturadas para adquirir recursos de forma eficiente. No entanto, a produção de açúcar está restrita principalmente às células fotossintéticas que residem nas folhas das plantas de angiospérmicas. O açúcar e outros recursos são transportados de tecidos fotossintéticos para outros tecidos especializados por um processo chamado translocação.

Dentro de uma planta, tecidos que produzem mais açúcar do que consomem são fontes de açúcar – as folhas são o principal exemplo disso. Raízes, rebentos, flores e frutos são geralmente considerados consumidores de açúcar, pois requerem mais açúcar do que podem produzir. A translocação distribui açúcar, hormonas, aminoácidos, e algumas moléculas de sinalização de fontes de açúcar para consumidores de açúcar através de uma estrutura semelhante a um tubo de plantas vasculares chamada floema. O fluxo pode ser bidirecional no floema, que é composto por células unidas de ponta a ponta por plasmodesmos para formar os elementos do tubo crivado. Essas células têm paredes celulares espessas, dando-lhes suporte mecânico, e são acompanhadas por células companheiras vizinhas que facilitam a saúde do floema e o carregamento de soluções para o floema a partir dos tecidos circundantes.

O carregamento do floema pode ocorrer através das vias apoplásticas ou simplásticas e pode ser passivo ou ativo. Essas vias para o floema podem operar ao mesmo tempo ou sequencialmente, e há algumas evidências de que as plantas podem alternar entre os modos de carregamento, dependendo das demandas de água e energia das plantas. Em muitos casos, o symporter sacarose/H+ liga o carregamento de sacarose no floema ao transporte de iões de hidrogénio.

De acordo com a hipótese de fluxo-pressão, o gradiente de concentração de açúcar promove o fluxo de água para o floema, resultando na criação de pressão. Como resultado, a seiva de floema move-se em direção a locais de menor pressão, no consumidor de açúcar mais próximo. No consumidor de açúcar, a sacarose é transportada para o local de menor concentração de açúcar, guiando o movimento para fora do floema. A água segue a sacarose, aliviando a pressão no floema.

Suggested Reading

Heo JO, Roszak P, Furuta KM, Helariutta Y. Phloem development: current knowledge and future perspectives. Am J Bot. 2014 Sep;101(9):1393-402. [Source]

Liesche J, Patrick J. An update on phloem transport: a simple bulk flow under complex regulation. F1000Res. 2017 Dec 6;6:2096. [Source]