根冠(root cap)是根特有的结构,位于根尖的最前端,形似帽套,覆盖分生区,保护着内方幼嫩的分生区,根冠由薄壁的生活
细胞组成,根冠细胞的下侧分布着许多淀粉体(造粉体)。据研究观察发现这些造粉体起着感受重力的作用。根冠外层细胞的外壁黏液化,使根尖易于在土壤颗粒间推进,保护生长点。根尖向下生长时,根冠外层细胞不断地磨损而脱落此时则由分生区分裂的细胞加以补充,从而使根冠保持一定的厚度和形态。
从根的最先端到生有根毛的部位,这一段称为根尖( root tip),不论是主根或侧根,定根或不定根均是这样,根尖是根生命活动最活跃的部分。根的伸长,水分和养料的吸收,以及各种成熟组织的形成均在此进行。根据根尖
细胞生长和分化的程度不同,根尖可划分为根冠、分生区、伸长区和成熟区4个部分。其实这4个区在形态上没有明显分界,是一个连续生长、发育和成熟的过程。
除了一些寄生性或具
菌根的
种子植物外,所有植物的根上都存在根冠,水生的种子植物一般也具有根冠,但发否和存活时间因植物种类而异。
真正的水生植物和高等
寄生植物是没有根冠的。虽然
浮萍的根尖前端有一个显著的帽状结构(有人也称之为根冠),它的作用主要不是保护分生区,而是有助于维持植物体的重心和平衡。
根冠位于根的顶端,由多层排列疏松的薄壁
细胞组成。从外形上看,根冠象一帽状物套在分生区的外方,有保护幼嫩的分生区不受擦伤的作用。根冠外层细胞的外壁有粘液覆盖,使根尖易于在土壤颗粒间推进,减少阻力。
根冠排列松散,有较薄的
细胞壁,根尖在土壤中生长时起润滑作用;不能分裂,死亡后由分生区补充,有少量的
线粒体、
内质网、
高尔基体、
核糖体,没有液泡和
叶绿体。
多数植物的根生长在土壤中,幼嫩的根尖不断向土壤深处生长,遇到沙砾,容易遭受伤害,根冠套在分生区的外面,使分生区得到很好的保护。根冠的外层
细胞内含有许多高尔基体,能够分泌黏液,使根尖穿越土壤缝隙时,得以减少摩擦。尽管如此,根冠外顶端分层的细胞仍然由于和土壤中的沙砾不断地发生摩擦而死亡脱落。但由于分生区的细胞不断地分裂,因此,根冠可以陆续得到补充,始终保持一定的形状和厚度。所以,根冠始终保护着根的顶端分生组织,并帮助正在生长的根顺利地穿越土壤。
根冠还与根的向地性生长有关。根冠细胞中常含有淀粉体,且多集中分布在细胞下方。一些水生植物和对重力不敏感的攀援植物根冠
细胞中往往没有淀粉体。因此多数人认为,细胞中淀粉体的分布可能与根的向地生长有一定的关系。淀粉体有
平衡石的作用,它们把重力传至质膜,质膜是感受重力的敏感部位,进而引起一系列生化反应和向地性有关物质的产生和移动,最后导致根的向地性生长。垂直生长的根,淀粉造粉体沉积在细胞的远基水平壁上。将根在水平位置放置30分钟或几个小时后,淀粉的造粉体就移动到向下方向的纵向壁上,结果使根向下弯曲,恢复正常的垂直向地生长。当根向地生长受阻后,淀粉体原有位置随之发生变化,结果使根弯曲生长,并恢复正常的垂直生长。因此长期以来,根冠被认为和根的向地性生长特性有关。根对重力的反应的精确性质至今尚未明了,但已有一些证据表明钙离子在淀粉体中存在,影响了
细胞中生长激素的分布。有些研究认为,除了淀粉体以外,细胞中的
内质网和
高尔基体或生长激素也都参与向地反应。
在根向前生长的过程中,根冠细胞总会不断地破坏、死亡和脱落,因而也需要不断地得到补充才能保持根冠的机能。
双子叶作物的根冠细胞是依靠分生区前端细胞的分裂来补充的,而单子叶植物的根冠细胞则来自分生区前面的一层根冠原(calyptrogen)—根冠自身的分生组织一细胞分裂,个别单子叶植物的根冠细胞则来自分生区衍生的根冠柱(columella)细胞的分裂。