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ROOTS

Functions• absorption of 

water and minerals 

• transport of water and minerals

h f h• anchorage of the plant to the soil

• holds soil particles in place

• storage of food

Types of root systems Origin of ROOTS

1. taproot/ primary root‐ from the radicle

• e.g.  gymnosperms and dicots, 

Origin of ROOTS2. lateral roots/branch roots –from the pericycle

• secondary root – from pericycle of 

/ /main/tap/primary root

• tertiary root‐ from pericycleof secondary root

• quaternary root‐ from pericycle of tertiary root  

• Ultimate lateral branches 

10 state of growth 

absorption of water 

feeder roots‐‐remain short and fragile and short‐lived

3. adventitious roots‐ roots that arise from unusual places

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• Root cap

• Epidermis

• Exodermis

• Cortex

Primary State

• Endodermis

• Pericycle

• Vascular Cylinder

PRIMARY STATE1. ROOT CAP

• Protects the root meristem

• assists the root in the penetration of soil during its growth

• With mucilage

• Consists of living parenchyma cells containing starch and are believed to be involved in gravity perception

PRIMARY STATE

2. EPIDERMIS• closely packed elongated cells with thin walls, uncutinized

• If it persists, may become cutinized or suberized, or lignifiedor lignified

• typically uniseriate• with root hairs which are typically short‐lived

Velamen

• multiseriate (in Orchids); 

• during dry weather, the cells are filled with air; during rain, they become filled with water; 

f i h i l i d• functions: mechanical protection and prevention of excessive loss of water from the cortex

3. Cortex• Degree of differentiation is related to the longevity of the cortex

• With schizogenousintercellular spaces

a. Exodermis• Differentiated as a protective tissue 

• May have casparian strip   suberin lamella   cellulose layers and be lignified

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b. Endodermis

• Universally present in roots

• With casparian strip

• Casparian strip is part of the primary wall; composed of lignin or suberin or both;

• In the 2nd stage 

suberin lamella covers the entire wall on the inside of the cell 

casparian strip is separated from the cytoplasm

• In the third stage,

a thick cellulose layer is deposited over the suberin lamella

• The thick wall+ original wall (with casparianstrip)

may become lignified

• The wall modificationsThe wall modifications 

appear first on the face of the phloem strand and then spread toward the xylem

• Passage cells 

opposite the xylem allow a limited transfer of material between the cortex and the vascular cylinder

4. Pericycle

• Consists of thin‐walled parenchyma

• Concerned with meristematic activities

• Origin of lateral roots and phellogen

• Origin of part of the vascular cambium

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• In monocots may undergo sclerification in older roots

• In gymnosperms typically multiseriate

5. Vascular cylinder—(+assoc. parenchyma)

• More clearly delimited from cortex than the• More clearly delimited from cortex than the shoot:a. Not interrupted by leaf gaps

b. This tissue is surrounded by the pericycle

c. Endodermis surrounds the pericycle

Vascular System

• Typically has an exarchxylem

• Typically differentiation of phloem is centripetal (protophloem pole near (p p pthe periphery of pericycle)

Pith consists of parenchyma, may become sclerified

Development Roots without 20 growthMONOCOTS– completion of 10 growth • Sclerification of parenchyma cells associated with the vascular elements

• Development of thick 20 walls in the d d iendodermis

• Differentiation of exodermis• Cortex is retained and no periderm develops• The protective tissues are the epidermis and the exodermis(replaces epidermis if former is destroyed)

Roots with 20 growth

• Vascular cambium develops partly between 10

xylem and 10 phloem

• Partly, vascular cambium develops from the y, ppericycle

• Pericycle divides periclinally and the outermost gives rise to the phellogen

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Protective tissue:

• Persisting thick‐walled epidermis (Ranunculus)

• Exodermis (Compositae)

• Dead and collapsed but persisting cortex (Linaria, Polygonum)

• Subdivided and suberized endodermis• Subdivided and suberized endodermis (Gentiana)

• Polyderm (Potentilla)

• Periderm of deep seated origin (Saxifragaceae)

Development of lateral roots• In gymnosperms and angiosperms, originate from the pericycle

• Endodermis may participate in the initial growth of the branch root

• The derivatives of the endodermis combined• The derivatives of the endodermis combined with those of the cortex may form a rootcap‐like structure called pocket 

• In lower vascular plants

the branch roots originate from the endodermis

• If parent plant has more than 2 xylem poles, lateral roots emerge opposite the xylem or phloemp

• if diarch, 

in between X and P

Development of Adventitious roots

• Most of them arise endogenously

• Plants with adventitious roots:

lower vascular – main root system

monocots

dicots –propagated by means of rhizomes or runners; water plants

• Most of them arise endogenously

• In young stems, adventitious roots derived from interfascicular parenchyma, phloem, in perivascular positionperivascular position 

• In older stems from the vascular ray; sometimes from the cambial zone

• parenchyma  vascular elements

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Little water enters the rootcap and the apical meristem

Maximum rates of absorption of water 10xylem is mature and endodermis has casparian

stripstrip

Maximum accumulation of salts close to the apical meristem

Root hairs

10 roots or roots with limited 20 growth cortex

with 20 growth parenchymatic and some sclerenchymatic cells of X 

and P

The hypocotyls and base of the taproot is fleshy (Daucus, Beta)   

Formation of many branches in the branched type of root system

Many adventitious roots in fibrous root system ( t t  th   il l  d l  b t bi d  th   il   (penetrate the soil less deeply but binds the soil more tightly)

Root hairs play a part in binding the soil

Apical meristem of the root is subterminal because it is covered by the root cap

Apical meristem of the shoot is i lterminal

The epidermis of the root has more varied ontogenetic origin than that of the shoot (dermatogen; dermatocalyptrogen; protoderm)

The leaf primordia arise directly from the apical meristem of the shoot and the branches more or less directly; and both are exogenous

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The lateral roots arise independently of the apical meristem and are endogenous

Vascular system of the shoot differentiates largely or entirely in relation to the leavesThe vascular system of the root develops as an axial structure independent of the lateral organs

Leaf gaps and pith are characteristic of the vascular system of stems except in certain lower vascular plants

There are no leaf gaps in the root and frequently no pith

The relation between the regions of the primary body and the apical initials is often more precise in the root than in the shoot;

The 10 vascular tissues of the shoot  more or less discrete bundles (units combining xylem and phloem) while in the Root  the xylem alternates with the phloem

SHOOT 10 xylem differentiation is centrifugal in the shoot (endarch xylem) ROOT  centripetal in the root (exarch xylem) lower vascular  the 10 xylem is exarch in both root and stem, in ferns  commonly mesarch in the stem

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The boundaries between the tissue systems are quite precise in the root.Endodermis and pericycle are universally present in roots

The root has shorter elongation region than the shoot and frequently develops no extensible types of 

t l l t  ( ith  l   d h li l  0protoxylem elements (with annular and helical 20walls)

Differences are quantitative rather than qualitativeThe 20 vascular tissues of the root higher proportion of living to non living cells Roots have higher bark to wood ratio

Roots have a lower percentage of the area of the bark occupied by fibersRoots have smaller number of fibers in the xylem

Larger vessels of more uniform size although sometimes fewer in numberA poor differentiation of growth increments

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First periderm arises in the pericycle while in the stem in the peripheral layers of the axis

A larger ratio of area of living cells to area of nonliving cells in both the phloem and the xylemMore starch and less tannic substances

region of the plant axis where some features are intermediate or transitional between those of the shoot and the root