凯氏带

的共质体途径与質體外途徑的示意图
凯氏带迫使水分从内皮層细胞开始只能通过共质体途径继续运输|300px]]
凯氏带(),橫切面稱為-{zh-hans:凯; zh-tw:卡; zh-hk:嘉;}-氏點(),是維管束植物(蕨類
與種子植物)根部内皮层細胞壁(径向壁和横向壁)中央的带状增厚區域,其成分主要為木質素,宽度随物種不同而異。因卡氏帶不透水,可控制皮層和维管束之间的水分與無機鹽运输,阻止水分與無機鹽經質外體運送至中柱,使其必須進入細胞膜內改以共質體途徑前往中柱,故有阻擋細胞內外物質運輸的作用,功能與動物組織中的緊密連接類似。1865年,德国植物学家{{le|羅伯·凯斯伯里|Robert Caspary|羅伯·-{zh-hans:凯; zh-tw:卡; zh-hk:嘉;}-斯伯里}}首次描述了植物根部的内皮层,發現其細胞壁有加厚的現象,並將其命名為「」(意指防護套),後來學者將其加厚的部分稱為卡氏帶,即得名自-{zh-hans:凯; zh-tw:卡; zh-hk:嘉;}-斯伯里。1870年代文獻中即出現「-{zh-hans:凯; zh-tw:卡; zh-hk:嘉;}-氏點」()一詞,二十世紀以後則多稱為「卡氏帶」()。1922年研究人員首度自植物根部分離了卡氏帶以研究其成分。

成分
凯氏带的化學成分長期有所爭議,-{zh-hans:凯; zh-tw:卡; zh-hk:嘉;}-斯伯里即指出此構造可能為木質素或木栓質組成,後來的學者大多認為是木栓質,直到1990年代才有研究在分析數種植物的卡氏帶後,發現木質素才是其主要成分,但許多教科書仍未更新。有研究顯示植物在高鹽的環境下可能會形成更厚的卡氏帶,且在更靠近根尖的區域即有卡氏帶形成,這可能是對環境的一項適應,但相較於內皮層次級分化的木栓壁在高鹽逆境下會大幅加厚,卡氏帶的改變相對較小。

凯氏带主要位於根的内皮层,不過有些植物在根部皮層外側的、茎或叶中也有卡氏帶,例如白皮松的針葉與天竺葵的莖中皆有卡氏帶,可能與防止水分散失或病原入侵有關。

發育
凯氏带的發育在內皮層細胞充分延展後開始,目前已知兩條促進內皮層細胞形成凯氏带的訊息傳遞路徑,第一條為轉錄因子SHORT-ROOT(SHR)激活另外兩種轉錄因子與SCARECROW(SCR),前者可刺激卡氏帶蛋白(casparian strip proteins,CASP1-5)、過氧化物酶64(PER64)及ESB1(enhanced suberin 1)等與卡氏帶發育相關的蛋白表現,後者則影響卡氏帶在內皮層細胞的位置,其突變會導致卡氏帶的位置過於靠近中柱;第二條則為中柱細胞合成的兩種多肽激素凯氏带完整因子1與2(casparian strip integrity factor;CIF1-2)與內皮層細胞径向壁和横向壁的GSO1(SGN3)及GSO2受體結合,促使原本散播在細胞中的CASP集中到與將形成卡氏帶的位置對應的細胞膜區域。

光照、土壤鹽分與缺水逆境等環境因子均會影響卡氏帶的發育。

圖集
File:Monocot Root Casparian Strip in Acorus Vascular Bundle (35939627386).jpg|菖蒲屬(單子葉植物)根部的維管束,可見中柱外圍的內皮層與卡氏帶。卡氏帶因含木質素而被染成紅色
File:Herbaceous Dicot Root Closed Vascular Bundle in Mature Ranunculus (35613584780).jpg|毛茛屬(雙子葉植物)根部的維管束,可見中柱外圍的內皮層與卡氏帶。卡氏帶因含木質素而被染成紅色
File:Gymnosperm Leaves Casparian Strip in Two Needle Pinus (36501132825).jpg|松樹(裸子植物)針葉的維管束。可見維管束外圍的內皮層與卡氏帶

註腳
參考文獻

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