ЭлБиб

Экологическая физиология

ЛИТЕРАТУРА

Кабата-Пендиас А., Пендиас X

Микроэлементы в почвах и растениях. - М., 1989. - 440 с.

Кашин В.К, Абашеева Н.Е., Убугунов Л.Л., Маладаева М.Р., Рузавин Ю.Н.

Микроэлементы в почвах и растениях

Бурятии. - Улан-Удэ, 2002. - 72 с.

Ловкова М.Я., Рабинович AM., Пономарева СМ., Бузук Г.Н, Соколова СМ.

Почему растения лечат. - М., 1989. -

255 с.

Перельман А.И.

Геохимия ландшафта. -М ., 1975.

Русанов А.К.

Основы количественного спектрального анализа рул и минералов. - М., 1978. * 400 с.

ОБРАЗОВАНИЕ И КОМПАРТМЕНТАЛИЗАЦИЯ АМИНОКИСЛОТ У РАСТЕНИЙ С РАЗНОЙ

УСТОЙЧИВОСТЬЮ В УСЛОВИЯХ ГИПОКСИИ И ПОВЫШЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ с о 2

Ершова А. Н., Гущина Н. А*

Воронежский государственного педагогического университета, г. Воронеж

Состав и доступность атмосферного воздуха к клеткам растений, наряду с освещением, температурой

и влажностью , представляют собой наиболее подверженные изменениям экологические факторы

окружающей среды. В условиях дефицита кислорода нарушается синтез белка, происходят изменения в

обмене кислот цикла Кребса и аминокислот. Предполагается (Crawford, 1978), что одним из механизмов

адаптации растений к гипоксии является накопление органических кислот малата или сукцината, что

препятствует развитию клеточного ацидоза. Лимитированию клеточного ацидоза способствует и образование

аминокислот лизина, ГАМК и аланина. Благодаря значительному накоплению при недостатке кислорода

ГАМК и аланин стали называть “стрессовыми” аминокислотами (Haldemann, 1988). Показано (Ершова, 1996),

что накапливающийся при дефиците кислорода в тканях растений С 0 2 усиливает все эффекты гипоксии.

Вакуоль, являясь мультифункциональным компартментом в клетках, играет важную роль в ответных

защитных реакциях растений на стрессовые воздействия. Однако, объемы вакуолярных фондов аминокислот

для большинства растений практически не исследованы, а для условий гипоксии такая проблема даже не

ставилась. В связи с этим исследовали влияние кратковременного (до суток) дефицита кислорода и

повышения концентрации С 0 2на образование свободных аминокислот и их распределение между

вакуолярным и цитоплазматическим фондами клеток у растений с разной степенью устойчивостью.

Объектом исследований служили 2-недельные проростки растений сем.

Fabaceae

Gramineae,

наземную часть которых в темновых условиях инкубировали (3-24 часа) в разных газовых средах: воздух,

азот, С 0 2 (100%). Содержание аминокислот и органических кислот определяли методом бумажной

хроматографии. Внутриклеточную компартментацию изучали, используя мембранотропные вещества по

методу Delmer (1979).

Показано, что в условиях кратковременного (3-6 час.) дефицита кислорода у проростков кукурузы

происходило значительное нарушение функционирования цикла Кребса. В условиях 100% С 02из введенных

экзогенных Отсоединений тормозилось образование таких кислот этого цикла, как малат, цитрат и аконитат.

В то же время в клетках проростков кукурузы отмечалось увеличение эндогенных фондов сукцината и

малата, а в клетках гороха - только сукцината. При действии обычной гипоксии образование этих кислот

за счет экзогенно веденных субстратов не наблюдалось. Накопление аминокислоты а-аланина в условиях

гипоксии было более характерным для более устойчивых проростков кукурузы, чем для неустойчивых -

гороха. С использованием Ск -аминокислот установили, что накопление происходило за счет как активации

реакций образования, так и торможения утилизации а-аланина через цикл Кребса. В то же время при

действии повышенных концентраций С 0 2 в проростках кукурузы накапливался не аланин, а ГАМК,

образование которой, как считают (Roberts, 1992), является более существенным метаболическим путем

поглощения протонов в клетках растений при дефиците кислорода. Для проростков гороха отмечалось

накопление как ГАМК, так и аланина. Однако, более значительным оно было у этих растений в условиях

С 0 2-среды, чем при обычной гипоксии.

При изучении объемов вакуолярных фондов свободных аминокислот было обнаружено, что в клетках

растений сем.

Fabaceae

(горох, соя) преимущественно цитоплазматическую локализацию (до 60% общего

клеточного фонда) имели глутамат, ГАМК и аланин. Аспартат был поровну распределен между вакуолью

и цитоплазмой. В клетках растений сем.

Gramineae

(кукуруза, пшеница) эти аминокислоты имели

преимущественно вакуолярную локализацию. Установлено, что при действии гипоксии и С 0 2-среды

(6 час.) накопление ГАМК у слабоустойчивых растений гороха и пшеницы происходило в большей мере за

213

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека