变态根

**根**是維管束植物的營養器官之一，通常位於地表下面，負責吸收土壤裡面的水分及養分，並且具有運輸、支持及貯存植株合成的有機物質的作用。當然，位於地表外的氣生根（榕樹）也屬於根的一種。

## 組成

根由薄壁組織、維管組織、保護組織、機械組織和分生組織細胞組成的。

## 結構

### 根的縱切面

根部的縱向由下至上可分為四個區，最頂端的是帽狀結構 —— 根冠，以上是分生區和伸長區，再上則是帶根毛的根毛區（成熟區）。

* 根冠位於根尖端分生組織的外層，由薄壁細胞構成的圓錐帽狀結構，其細胞壁的高度黏質化可以減少根在往下生長過程中與土壤接觸的摩擦力，起到保護根尖的作用。同時細胞中的造粉體還可保證根的向地生長，即保證其向地性（Gravitropism）。
* 分生區與根冠接壤處有一分生組織區（生長點），不斷產生細胞補充根冠的磨損。上方是靜止中心，細胞分裂活動停止，其作用是感受重力，控制細胞分裂，使根保持豎直向下生長。而在其縱切面上可劃分三種分生組織，即表皮原，皮層原和中柱原。它們分裂分化後分別形成根部的表皮層、皮質和中柱。
* 伸長區的細胞由分生區細胞發展而來，分裂能力已減弱，細胞延長軸伸長。伸長活動會導致原生韌皮部和初生木質部損壞，使之出現缺層（Lacuna）。
* 根毛區細胞已是成熟的細胞。根毛由表皮中的毛細胞（Trichoblast）生成，可有效地增大植物根部的吸收區域。

### 根的橫切面

可分為三種結構，由外往內分別為根被皮（又稱表皮），皮層和中柱：

* 最外圍的是保護組織根被皮（Rhizodermis）。

　
: 在老根中，根被皮通常會脫落。這時則有次生保護組織木栓行使保護功能。

* 往內是皮質。皮質大多由薄壁組織組成，其外側為外皮，內側為內皮層。

　
: 內皮細胞之間有加厚，稱為卡氏帶。外界的水分可以很容易的通過自由空間（即質外體）擴散穿過表皮和皮質，但不能自由穿過卡氏帶。因此卡氏帶起到調節水分吸收的作用。同時在根壓的形成中，卡氏帶也是一個重要角色。在內皮細胞當中，在原生木質部脊半徑方向上，存在著通道細胞。它們壁薄，對水分具有通透性，使得水分能快速進入木質部。

* 內皮層包繞中柱。中柱有中柱鞘，木質部，韌皮部，薄壁組織或厚壁組織。

　
: 根的維管組織與莖不一樣：莖的維管束木質部韌皮部呈束狀排列在同一半徑上；而在根部，兩者以同心圓的方式相間排列。木質部韌皮部相間排列，外抵中柱鞘。而此兩者都來源於中柱周鞘。這種由外向內發生方式被稱為外始式，這也有別於莖內木質部外始式而韌皮部內始式的發生。中柱周鞘是初生分生組織；它是側根，木栓的發源。同時，根的次級生長，主要是維管束的次級生長，也是中柱周鞘運動的結果。

### 雙子葉與單子葉植物根的區別

而在雙子葉和單子葉植物的排列又有所區別：

* 在雙子葉植物中，木質部成星芒狀，各個木質部射線在根中央相交，形成實心的中央；而韌皮部位於兩束木質部之間，中間又少量薄壁細胞填充。
* 在單子葉植物中，中柱的中心常由薄壁組織（玉米）或厚壁組織（鈴蘭）填充，被稱為髓；根據木質部形成的脊的數目，可以把植物分為二原，三原，四原，五原和超過五個以上的多原。單子葉植物比雙子葉植物有更多的脊（14 左右）。

### 根與莖的區別

根與莖的橫切面很相似，區別是在莖內，在木質部之前分布有木射線。

## 根的生長

根的生長分為初生生長（primary growth）和次生生長（secondary growth）。

### 初生生長

根來源於胚胎的胚根。種子萌發的時候，幼根向下生長，這是根頂端分生組織活動的結果。頂端分生組織一方面向下分化根冠組織，替換被磨損的根冠部分。另一方面向上分化細胞，中柱原，皮質原和表皮原將會分生出中柱（包括中柱鞘，維管束和填充的薄壁組織。中柱鞘是頂端分生組織分裂出來的，具有分生能力的組織。維管組織和薄壁組織則是被分化出來的具有特定功能的組織），皮質和根表皮。這就是根的初生生長。

### 次生生長

後來，根的維管形成層開始活動，向內不斷產生次生木質部，向外分化出次生韌皮部，並不斷把韌皮部的相對位置往外推。兩者此時的關係已不是相間排列，而是初生韌質部在最外，往內是後分化的次生韌皮部，中間間以維管形成層，再往內接次生木質部，此三者成束狀。束內有次生射線。而初生木質部則不在這個束狀結構里，而是與之在根的橫切面上呈同心圓相間排列。維管形成層的活動使得根的直徑不斷增大。而表皮部分木栓開始形成，形成更厚的木質化的保護組織替代衰老的、在根的生長過程中被磨損的表皮。這就是根的次級生長。

## 側根

側根是由中柱鞘細胞發生而來的。在側根發生的部位，中柱鞘細胞突破皮層細胞向外生長，側根頂端有頂端分生組織。根據主根與側根的關係，可將植物的根劃分為直根系和鬚根系兩大根系。
①起源：中柱鞘的一定部位（根尖的成熟區）。
②形成過程：中柱鞘細胞脫分化→ 平周分裂 (增加細胞層數) →各個方向分裂→ 新的生長點→ 突破皮層、表皮 →形成側根
③主根與側根的生長存在一定的相關性：主根切斷促進側根生長。
（2）側根的分布規律： 
二原型 ——— 初生木質部輻射角兩側
三、四原型 ——— 正對初生木質部放射角 
多原型 ——— 正對初生韌皮部

## 根系

一株植物全部根的總稱。種子發芽後，由胚根發育形成的圓柱狀軸根，是植物的**主根**；後來當植物發育到一定階段，中柱的中柱鞘活動產生**側根**。按其形態，可分為軸根系（tap root system）和鬚根系（fibrous root system）。

植物的生存環境（如土壤情況和水分分布）、氣候狀況（如濕度和溫度），影響著根系的形態。一般來說，軸根系的深入土壤的深度大於鬚根系。一般木本植物的根深達 10-12 公尺。而生活在沙漠地區的駱駝刺可深入地下 20 公尺，以吸收地下水。單子葉植物，如禾本科的植物，其鬚根入土只有 20-30 公分。論伸展的直徑，木本科植物可達 10-18 公尺，超過其樹冠直徑。禾本科植物只有 40-60 公分。木本科植物的根吸收面積最大可達 400 立方公尺。

### 軸根系

軸根系存在於雙子葉植物中，特點是主根明顯而發達，並且方向為豎直向下，側根呈葡萄狀分布於主根周圍。

### 鬚根系

存在於蕨類和單子葉植物中，主根生長到一定階段後即停止生長而不發達甚至萎縮，因此主根不明顯。莖基部產生大量無主從分別的不定根，這些鬚狀細根不斷長長，以致所有的根呈鬚狀分布。

## 不定根

不定根是由植物其他營養器官（莖或葉）長出的根，而非由胚根發育而成的根。由於這些是由植物莖部中的「根源體」發育而成的鬚根組織，可由扦插、濕度控制誘發其長出。
通常不定根為鬚根，則支持根、氣生根及攀緣根也屬於不定根的一種。
不定根也具有吸收養分、水分的能力。
當使用莖部扦插、根插、葉片扦插及鱗莖繁殖所長出的根便是不定根。
此種根類可如同一般根部讓植物持續生長。
而並不是所有植物擁有大量的根源體使其發根，當植物體被破壞 (修剪、風吹等）時便無法利用不定根存活，例如單子葉的棕梠科植物。

## 假根

較原始的陸生植物（如苔蘚）沒有維管組織，只有由單細胞或多細胞組成的假根，用以吸收水分和固定植物體。

## 變態根

### 支柱根

有些植物能從莖幹上長出一些柱狀的不定根，向下伸入土中，以加強支持植物體，稱為支柱根。如榕樹、玉蜀黍、某些紅樹和露兜樹和浮萍等。

### 板根

板根成因主要是由於熱帶雨林雨水沖蝕地表而土壤淺薄，林木常為了加強支撐高大沉重的樹幹與樹冠以避免傾倒，主幹基部的根會向地面上方隆起生長，進而漸次向四周延伸形成板狀突起，此板狀地表根稱為板根。如銀葉樹、高山榕、印度榕等。

板根另一個成因則是植物老齡時根系已達地下水位，由於需要固著龐大的植物體而向地表四周延伸呈支架狀突起。如杜英、鳳凰木、木棉、木麻黃等。

### 氣生根

有些植物的莖能長出不定根，暴露於空氣中，稱為氣生根。除了吸收空氣中的水分之外，還能攀緣在其他的物體上。這類植物包括榕樹、玉米及蝴蝶蘭（林頭樹）等 。（參見條目氣生根）

### 水生根

漂浮型水生植物不具根冠，無法固定植株，但可吸收水中養分的，如浮萍。此外，水培植物因適應水中環境而長出根毛退化的根系，也稱為水生根。

### 附生根

有些植物的主根柔弱，必須從莖節上長出不定根攀附在其他的物體，稱為附生根。具有此類附生根的植物有胡椒、常春藤等。

### 儲藏根

儲藏根的外形肥大，其內儲存豐富的養料和水分，以便在不良季節（乾季或冬季）時能讓植物利用；有塊根、球根、肉質軸根。可由主根膨大而成，如蘿蔔、胡蘿蔔；也可從側面根或不定根膨大而成，如木薯、番薯等。

### 呼吸根

生長在沼澤或者近海地帶的植物，由於不能從土壤獲得充足的氧氣，支根暴露出泥沼表面，以協助植物體進行呼吸，稱為呼吸根，如某些落羽松、海茄苳等紅樹林植物。

### 寄生根

某些寄生植物等能伸入寄主植物組織中，用以吸收營養物質的特化根狀器官，這類的根屬於寄生根。如槲寄生、菟絲子。

### 氣囊根

漂浮植物的根可發展出氣囊狀結構，幫助植株浮於水面。如白花水龍。

## 參考文獻

* _Wilhelm Nutsch,Allgemeine Botanik 9.Auflage_
* _Die Skript der Praktika "Struktur und Funktion der Organismen I (Pflanzen) Sommersemester 2005" (Universität Bremen Fachbereich 2 Biologie/Chemie Botanik)_
* _中國大百科全書光碟版_
* _內蒙古農業大學 植物生物學 課程教案 https://web.archive.org/web/20050410150341/http://www.imau.edu.cn/jiaoxue/zhiwuxue/jiaoan/8.htm_