Главная » Просмотр файлов » Автореферат

Автореферат (1145771), страница 3

Файл №1145771 Автореферат (Роль органических кислот в механизмах устойчивости растений амаранта к действию тяжелых металлов) 3 страницаАвтореферат (1145771) страница 32019-06-29СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Данные , полученные с экспериментах с созданиемразных уровней рН среды (4,5±0,2 или 6,8±0,2), свидетельствуют о несомненной10зависимости поступления и распределения Cd по органам амаранта от величинырН (Рис. 5). Было установлено, что концентрации Cd в кончике и в средней частикорня A.caudatus при нейтральном рН вдвое превышали показатели,зафиксированные при рН 4,5, тогда как у основания корня концентрациивыравнивались. В надземных органах наблюдалась прямо противоположнаязависимость, а именно, концентрации Cd в стеблях и листьях амаранта при рН 4,5возрастали в 3 - 4 раза по сравнению с рН 6,8 (рис.

5, а, б). При этом концентрацияCd в молодых листьях на фоне рН 4,5 достигла 650 мкг/г, однако это не привело крезкому торможению роста растений. Аккумуляция Zn при рН 6,8 возрасталатолько в кончике корня амаранта (Рис.5, в), тогда как в средней и базальнойчастях корня она оказалась выше при рН 4,5 (Рис. 5, в). Низкий уровень рН средысущественно стимулировал перенос Zn (как и Cd) в побег, в связи с чемконцентрации Zn в зрелых и молодых листьях A. caudatus при рН 4,5 оказались в 2и в 4 раза выше, чем при рН 6,8 (Рис.5, г).абвгРис. 5.

Влияние pHпитательного растворана содержание Cd (а, б)и Zn (в, г) в корнях (а, в)и надземных органах (б,г) растений A. caudatus(* p<0,05, **p<0,01).Расчет распределения Cd и Zn по органам амаранта в % от его общегосодержания в растении, позволил установить, что при нейтральном рН средыкорни амаранта аккумулировали 71% Cd и 65% Zn, поступивших в растения, исоответственно только 29% и 35% металлов перемещались в надземную часть(Рис.6), что отвечает стратегии эксклюдера. Однако при рН 4,5 показательсвязывания металлов в корнях снизился до 23% (Cd) и 45% (Zn), а их перенос впобег достиг соответственно 73% и 55% от суммарного поступления. При этом Cdв большей степени задерживался на уровне стебля, чем Zn, и более интенсивнопередвигался в молодые листья, где его аккумуляция составила 15% от суммы врастении (Рис.6).

Т. о., при нейтральном pH среды создаются более благоприятные11условия для реализации стратегии эксклюдера путем связывания металлов вкорнях и ограничения их переноса в метаболически активные фотосинтезирующиеорганы амаранта. В то же время, результаты исследования позволяют заключить,что в условиях повышеннй кислотности среды барьерная функция корнейA.caudatus более эффективно поддерживается в отношении Zn, чем Cd.. Оцениваявозможный механизм отмеченного эффекта рН, можно предположить, что в егооснове лежит конкуренция ионов H+ и Cd2+ (Zn2+) за отрицательно заряженныесайты клеточной стенки, которая усиливается при рН 4,5 и может способствоватьвозрастанию трансмембранного переноса ионов металлов в клетки корня приучастии постулируемых транспортеров или катионных каналов (Lux et al., 2011).авбгРис.6.

Распределение кадмия (а, б) и цинка (в, г) по органам растений A.caudatus при разных значениях pH среды (% от общего содержания металла врастении)Анализ локализации кадмия и цинка в органах растений Amaranthus caudatus.Локализацию кадмия в корнях растений A.caudatus после 7 сут экспозиции напитательном растворе с рН5,6 в присутствии 90 мкМ Cd определялигистохимически путем окраски срезов корня дитизоном с последующимвыявлением распределения Cd с использованием светового микроскопа. Какпоказали результаты анализа, в апикальной части корня наиболее интенсивноокрашивались клетки корневого чехлика с поверхностным слоем слизи (Рис. 7, а).Выше по главному корню в зоне дифференциации окрашенные комплексы кадмия12с дитизоном выявлялись в клетках ризодермы, паренхимных клетках коры иклетках, окружающих сосуды (Рис. 7, б).

Окраска была сосредоточена в апопластепо периметру клеток и не обнаруживалась в протопластах клеток. В центральнойчасти корня интенсивность окраски повышалась в клетках, прилегающих кпротоксилеме и метаксилеме, (Рис. 7, г), однако видимого присутствия Cd внутрисосудов установлено не было.

В зоне проведения окрашивание было отмечено впросвете сосудов ксилемы, а также флоэмы (Рис. 7, в). Полученные данные, такимобразом, подтверждают принципиальную роль апопласта клеток корней всвязывании и детоксикации кадмия у растений A.caudatus, определяющую егобарьерную функцию в ограничении переноса Cd в сосуды ксилемы.–Рис.7.Локализациякадмиявкорняхрастений амаранта: (a)апикальнаячастькорня, (б, в, г) –главный корень. КЧ корневой чехлик, слслизь, Ф-флоэма, Ксксилема,Мкметаксилема,Пкпротоксилема.Учитывая ранее установленный факт влияния Cd и Zn на пулы оксалата влистьях амаранта, было исследовано формирование кристаллов оксалата кадмияи цинка в листьях растений амаранта, экспонированных в присутствии этихметаллов. Кристаллы оксалатов были выделены из зрелых листьев A.caudatus испектры излучения входящих в их состав элементов исследовали с использованиемметода энергодисперсионного анализа на растровом сканирующем электронноммикроскопе.

Результаты спектрального анализа, представленные на рис. 8, выявилиприсутствие в составе кристаллов оксалата помимо Ca, O и C также Cd и Zn. Какследует из полученных данных, доля Cd в выявленных кристаллах оксалатасоставила 0,102%,а доля Са - 38,95% (Рис.8,а), что отвечает весовомусоотношению Cd:Ca в кристаллах 1:390 и согласуется с результатамиколичественного анализа элементного состава зрелых листьев и позволяетполагать, что основная масса кадмия в зрелых листьях A.caudatus можетнаходиться в форме оксалата.

В отличие от этого доля Zn в кристаллах оксалатаоказалась существенно ниже и составила 0,027% при 43.5% Ca (рис8, б). С учетом13более высоких концентраций Zn в сравнении с Cd в листьях амаранта (Рис 2),можно предположить, что степень участия Zn в кристаллах оксалата, в отличие отCd, невелика и оксалат не является принципиальной кислотой, участвующей вдетоксикации цинка в листьях амаранта.абРис.8. Энергодисперсионныеспектрыкристалловоксалата кальция(а, б), оксалатакадмия (а) иоксалата цинка (б)в зрелых листьяхA.caudatus после7 сутокэкспонирования нарастворе с 90мкМCd (а) и с 300мкМZn (б).Сиспользованием метода рентгенодифракционного анализа был исследован фазовыйсостав кристаллов оксалата в органах растений амаранта (Рис.9)..Рис.

9. Анализ фазового состава кристаллов оксалата в молодых листьяхA.caudatus при 7 сут воздействии 90мкМ Cd на дифрактометре Bruker D2 Phaser .Результаты исследования показали, что основной фазой оксалата в листьяхамаранта является уэвеллит (CaC2O4 ·H2O) , на пороге обнаружения уэдделлит(CaC2O4•2H2O), а кадмий представлен в форме безводного оксалата кадмия14CdC2O4, кристаллы которого в зрелых листьях обнаруживались уже на 3-и суткивоздействия Cd, а после 7 сут воздействия кристаллы оксалата кадмия былиобнаружены не только в зрелых, но и в молодых листьях A.caudatus (Рис.9).Полученные данные впервые продемонстрировалиприсутствие кристалловоксалата кадмия в листьях амаранта и позволяют заключить, что Cd, переносимыйв листья A.caudatus, способен хелатироваться в них с образованием указанныхкристаллов, что может быть принципиальным механизмом детоксикации Cd науровне листа.Исследование метаболического отклика на действие высоких концентрацийкадмия и цинка в органах растений амаранта.

Одним из актуальных приемовизучения устойчивости растений к действию стрессоров является исследованиеответных реакций на уровне метаболома. Нами с использованием метода газовойхромато-масс-спектрометрии был проведен анализ метаболитных профилей вэкстрактах из листьев и корней A. cruentus и .A. caudatus в норме и при воздействиивысоких концентраций Zn (300мкМ) и Cd (90мкМ). В исследуемых пробах былоаннотировано от 64 до 76 метаболитов. Статистическая обработка массива данныхс использованием метода главных компонент показаладостоверностьраспределения точек, отвечающих вариантам контроля, 90мкМ и 300мкМ Zn, по 3м классам для каждого органа, что свидетельствовало о значимости происходящихв них биохимических перестроек.

Для всех построенных моделей отмеченвысокий процент объясненной дисперсии, составивший в разных органах от 38%до 65% для компоненты 1 (PC1) и от 17% до 39% для компоненты 2 (PC2).Визуализация концентраций низкомолекулярных метаболитов, выделенныхиз листьев и корней амаранта, выполненная путем построения теплокарт, накоторых относительное обилие аннотированных метаболитов в пробах отображенопри помощи цвета, позволила выявить возрастание пулов одних и снижение пуловдругих метаболитов в органах растений относительно соответствующих контролей(Рис.10).

Установлено, что в листьях растений при воздействии Cd и Znповышалось содержание сахаров - глюкозы, фруктозы, сахарозы, маннозы игалактозы, особенно при воздействии Zn, а также органических кислот, в первуюочередь, оксалата, малата и цитрата при воздействии Cd, тогда как содержаниебольшинства аминокислот, напротив, снижалось. Только у A.caudatusв листьяхбыл выявлен металл-индуцированный рост содержания ряда жирных иароматических кислот, в частности, феруловой, азеалиновой и адипиновой.которые, по некоторым данным, могут выполнять антиоксидантную илисигнальную функцию в растениях ( Boz, 2015;Wittek et al., 2014).

В корнях, вотличие от листьев, прирост отмечался в основном среди сахаров, но неорганических кислот, что, видимо, могло быть вызвано оттоком сахаров из листьевкак важного энергетического и строительного ресурса при адаптации к стрессу. Вкорнях A.caudatus в ответ на внесение Cd и Zn в среду отмечалось увеличениесодержания фосфорной и эритроновой кислот, аланина и мио-инозитола, тогда какв корнях A. cruentus пулы этих метаболитов снижались.15В отношении 14 наиболее значимых из аннотированных метаболитовдополнительно был проведен анализ их содержания в зрелых и ювенильныхлистьях и в корнях растений A.

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6392
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее