Chức năng của tế bào lông hút ở rễ là gì

Rễ cây là một cơ quan sinh dưỡng của thực vật, thực hiện các chức năng chính như bám cây vào lòng đất, rễ cây hút nước và các chất khoáng, hô hấp. Ngoài ra rễ cây còn là cơ quan dự trữ các chất dinh dưỡng, là cơ quan sinh sản sinh dưỡng của thực vật. Ở thực vật có mạch, rễ là một cơ quan của thực vật thông thường nằm dưới mặt đất [khi so sánh với thân]. Tuy nhiên, nó vẫn có ngoại lệ, chẳng hạn ở một số loài có rễ khí sinh [nghĩa là nó mọc trên mặt đất] hoặc thông khí [nghĩa là mọc trên mặt đất hoặc trên mặt nước]. Rễ cũng đóng vai trò quan trọng trong tổng hợp cytokinin, một dạng hoóc môn tăng trưởng của thực vật, một trong các nhu cầu để phát triển các chồi và cành cây.

Để phân loại rễ người ta căn cứ theo nhiều tiêu chí. Nếu trong quá trình sinh trưởng vòng đời của thực vật thì sẽ có hai loại: rễ sơ sinh và rễ thật.

• Rễ sơ sinh: Là rễ của thực vật phát triển đầu tiên khi hạt cây [hoặc cơ quan sinh sản] nảy mầm. Sau đó thì rễ này có thể là tiêu biến đi hoặc phát triển tiếp gắn bó với vòng đời sinh trưởng của thực vật.
• Rễ thực thụ: Là những rễ cây sinh ra trong quá trình phát triển của cây, chúng có thể là mới hoàn toàn hoặc phát triển từ rễ sơ sinh.

Nếu phân loại vào vị trí của rễ cây thì chúng ta có thể phân loại thành ba loại chính: Rễ chính, rễ phụ, rễ bên.

• Rễ chính: Chính là rễ sơ sinh phát triển thành. Việc tồn tại loại rễ này là tùy từng loài thực vật.
• Rễ phụ: Ở nhiều loài thực vật, sau khi rễ sơ sinh hoàn thành nhiệm vụ phát triển của giai đoạn nảy mầm thì sẽ tiêu biến đi, và thay vào đó là phát triển từ cổ rễ ra các rễ mới đảm bảo quá trình phát triển của cây.
• Rễ bên: Là các rễ phát triển trong quá trình phát triển của cây khi chúng được mọc ra, phân nhánh từ rễ chính hoặc rễ phụ mà không phải mọc ra từ cổ rễ của cây.

Bộ rễ của thực vật sẽ được phân loại dựa theo số lượng và cấu tạo từ các rễ của cây. Thường sẽ phân loại thực vật theo hai hệ rễ:

• Hệ rễ cọc: Là cấu tạo của bộ rễ mà trong đó chỉ có tồn tại hai loại rễ là rễ chính và rễ bên.
• Hệ rễ chùm: Là bộ rễ có cấu tạo chỉ từ các rễ phụ và rễ bên.

Rễ có 4 miền: Miền trưởng thành [dẫn truyền], miền hút [hấp thụ nước và muối khoáng hòa tan], miền sinh trưởng [làm cho rễ dài ra], miền chóp rễ [che chở cho đầu rễ].

• Miền hút gồm có 2 phân chính: Vỏ biểu bì và trụ giữa. Vỏ biểu bì gồm có nhiều lông hút. Lông hút là tế bào biểu bì kéo dài có chức năng hút nước và muối khoáng hòa tan. Phía trong thịt vỏ có chức năng chuyển các chất từ lông hút vào trụ giữa. Trụ giữa gồm các mạch gỗ
• Mạch rây [libe] có chức năng vận chuyển các chất, mạch gỗ và mạch rây ở rễ sắp xếp theo kiểu phóng xạ để phù hợp với chức năng hút nước, hút khoáng của rễ. Ruột chứa các chất dự trữ.
• Chóp rễ là phần giúp rễ đâm sâu vào lòng đất. Mặt đất rất cứng so với rễ, vì vậy để có thể đâm sâu vào lòng đất, chóp rễ có nhiệm vụ che chở bảo vệ các mô phân sinh của rễ khỏi bị hư hỏng và xây xát khi đâm vào đất. Xung quanh chóp rễ có các tế bào hóa nhầy hoặc tế bào tiết ra chất nhầy để giảm bớt sự ma sát của đất. Sự hóa nhầy này giúp cho các tế bào ngoài cùng của rễ không bị bong ra.

• Miền sinh trưởng gồm các tế bào có khả năng phân chia thành tế bào con, giúp rễ dài được ra.

Tất cả các cây đều cần nước. Cây không chỉ cần nước mà còn cần các loại muối khoáng, trong đó cần nhiều: muối đạm, muối lân, muối kali. Nhu cầu nước và muối khoáng là khác nhau đối với từng loại cây, các giai đoạn khác nhau trong chu kì sống của cây. Rễ cây hút nước và muối khoáng hoà tan chủ yếu nhờ lông hút. Nước và muối khoáng trong đất được lông hút hấp thụ chuyển qua vỏ tới mạch gỗ đi lên các bộ phận của cây.

Các yếu tố bên ngoài như thời tiết, khí hậu, các loại đất khác nhau,... có ảnh hướng tới sự hút nước và muối khoáng của cây. Cần cung cấp đủ nước và muối khoáng thì cây trồng mới sinh trưởng và phát triển tốt.

Ngoài chức năng chính là bám giữ và hút dinh dưỡng, đối với nhiều loài thực vật phát triển rễ thêm những chức năng riêng để thích nghi với điều kiện sinh thái:

• Rễ củ
• Rể móc
• Rể thở
• Giác mút[đâm sâu vào cây khác hút chất dinh dưỡng]

• Rễ giả
• Thân rễ

Lông rễ [1], hoặc lông hấp thụ, rễ giả của một loại thực vật có mạch, là sự phát triển hình ống của một luồng lông, một tế bào hình thành tóc trên lớp biểu bì của rễ cây. Vì chúng là phần mở rộng bên của một tế bào duy nhất và chỉ hiếm khi phân nhánh, chúng có thể nhìn thấy bằng mắt thường và kính hiển vi khi có đủ ánh sáng. Chúng chỉ được tìm thấy trong khu vực trưởng thành của rễ. Ngay trước và trong quá trình phát triển tế bào chân tóc, có hoạt tính phosphorylase tăng cao.[2]

Các sợi lông rễ là nơi hấp thụ nước nhiều nhất. Chúng dài và vì vậy chúng có thể xâm nhập giữa các hạt đất, và ngăn chặn các sinh vật vi khuẩn có hại xâm nhập vào cây thông qua các mạch xylem. Chúng có diện tích bề mặt lớn để hấp thụ nước. Tăng diện tích bề mặt rễ giúp cây trồng hiệu quả hơn trong việc hấp thụ chất dinh dưỡng và thiết lập mối quan hệ với vi khuẩn.[3] Mặt cắt ngang của tế bào lông rễ: hình dạng gần như hình chữ nhật với đuôi dài, mỏng kéo dài sang phải và một nhân ở phía trên bên trái. Nước đi từ nước trong đất đến tế bào chất của tế bào chân lông bằng hình thức thẩm thấu. Điều này xảy ra bởi vì nước trong đất có tiềm năng nước cao hơn tế bào chất của tế bào rễ. Chức năng của lông rễ là thu thập các chất dinh dưỡng như nước và khoáng chất có trong đất và đưa dung dịch này lên qua rễ đến phần còn lại của cây. Vì các tế bào lông rễ không thực hiện quá trình quang hợp nên chúng không chứa lục lạp.

Tế bào lông rễ mọc ra ở đầu rễ của cây. Các tế bào lông rễ khác nhau có đường kính từ 15 đến 17 micromet và chiều dài từ 80 đến 1.500 micromet.[4] Chúng chỉ được tìm thấy trong khu vực trưởng thành, và không phải là khu vực kéo dài, có thể bởi vì bất kỳ sợi lông nào phát sinh được cắt ra khi rễ kéo dài và di chuyển trong đất. Lông rễ mọc nhanh, ít nhất 1μm / phút, khiến chúng đặc biệt hữu ích cho nghiên cứu về sự mở rộng tế bào.[5]

Lông rễ tạo thành một bề mặt quan trọng vì chúng cần thiết để hấp thụ hầu hết nước và chất dinh dưỡng cần thiết cho cây. Chúng cũng tham gia trực tiếp vào sự hình thành các nốt sần ở cây họ đậu. Những sợi lông rễ cuộn quanh vi khuẩn cho phép hình thành một sợi nhiễm trùng xuyên qua các tế bào vỏ phân chia để hình thành nên nốt sần.[6]

Có diện tích bề mặt lớn, do đó sự hấp thu tích cực của nước và khoáng chất qua lông rễ có hiệu quả cao. Tế bào chân rễ cũng tiết ra axit [H + từ axit malic] giúp trao đổi và giúp hòa tan các khoáng chất thành dạng ion, làm cho các ion dễ hấp thụ hơn.[7]

Tế bào lông rễ có thể tồn tại trong 2 đến 3 tuần [8] và sau đó chết đi, đồng thời các tế bào lông rễ mới liên tục được hình thành ở đầu chân rễ. Bằng cách này, độ che phủ của lông rễ vẫn như cũ. Khi một tế bào rễ mới phát triển, nó sẽ bài tiết chất độc để các tế bào khác ở gần nó không thể mọc một trong những sợi lông này. Điều này đảm bảo phân phối đồng đều và hiệu quả của các sợi lông thực tế trên các tế bào này.

Hành động tái trồng trong chậu hoặc cấy cây có thể khiến các tế bào chân rễ bị kéo ra, có lẽ ở một mức độ đáng kể, và do đó những cây như vậy có thể bị héo trong một thời gian.

• Nấm rễ cộng sinh
• Cấu trúc hình lông

1. ^ Grierson, Claire; Schiefelbein, John [4 tháng 4 năm 2002]. “Root Hairs”. The Arabidopsis Book / American Society of Plant Biologists. 1: e0060. doi:10.1199/tab.0060. ISSN 1543-8120. PMC 3243358. PMID 22303213.
2. ^ Dosier, Larry W.; Riopel, J. L. [1977]. “Differential Enzyme Activity During Trichoblast Differentiation in Elodea Canadensis”. American Journal of Botany [bằng tiếng Anh]. 64 [9]: 1049–1056. doi:10.1002/j.1537-2197.1977.tb10794.x.
3. ^ Grierson, C.; Schiefelbein, J. [2002]. “Root Hairs”. The Arabidopsis Book. 1: e0060. doi:10.1199/tab.0060. PMC 3243358. PMID 22303213.
4. ^ Dittmar, cited in Esau, 1965
5. ^ Grierson, Claire; Schiefelbein, John [1 tháng 1 năm 2002]. “Root Hairs”. The Arabidopsis Book. 1: e0060. doi:10.1199/tab.0060. PMC 3243358. PMID 22303213.
6. ^ Mergaert, Peter; Uchiumi, Toshiki; Alunni, Benoît; Evanno, Gwénaëlle; Cheron, Angélique; Catrice, Olivier; Mausset, Anne-Elisabeth; Barloy-Hubler, Frédérique; Galibert, Francis [28 tháng 3 năm 2006]. “Eukaryotic control on bacterial cell cycle and differentiation in the Rhizobium–legume symbiosis”. Proceedings of the National Academy of Sciences [bằng tiếng Anh]. 103 [13]: 5230–5235. doi:10.1073/pnas.0600912103. PMC 1458823. PMID 16547129. Truy cập ngày 23 tháng 4 năm 2018.
7. ^ Gerke, Jörg; Römer, Wilhelm; Jungk, Albrecht [1994]. “The excretion of citric and malic acid by proteoid roots ofLupinus albus L.; effects on soil solution concentrations of phosphate, iron, and aluminum in the proteoid rhizosphere in samples of an oxisol and a luvisol”. Zeitschrift für Pflanzenernährung und Bodenkunde [bằng tiếng Anh]. 157 [4]: 289–294. doi:10.1002/jpln.19941570408.
8. ^ “Root hair cells”. prezi.com [bằng tiếng Anh]. Truy cập ngày 4 tháng 10 năm 2018.

• Ê-sau, năm 1965. Giải phẫu thực vật, tái bản lần 2. John Wiley & Sons. 767 trang.