Preview

Вестник Московского университета. Серия 16. Биология

Расширенный поиск

ВЛИЯНИЕ ДЕФИЦИТА АЗОТА НА ИОНООБМЕННЫЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ КЛЕТОЧНЫХ СТЕНОК КОРНЕЙ ПШЕНИЦЫ

Полный текст:

Аннотация

Исследованы ионообменные свойства полимеров клеточных стенок, выделенных из корней растений пшеницы Triticum aestivum L., выращенных в водной культуре на питательной среде, содержащей (+N-вариант) или не содержащей (N-дефицитный вариант) нитрат. Независимо от режима азотного питания клеточные стенки корня содержали четыре типа ионообменных групп: первичные аминогруппы с рКа < 3 в составе структурных белков, карбоксильные группы полигалактуроновой кислоты (рКа ~4,7) в составе пектинов, карбоксильные группы гидроксикоричных кислот (рКа ~7,3) и фенольные ОН-группы в составе лигнина (рКа ~10,2). Количественное соотношение типов ионообменных групп, массовая доля клеточной стенки в сухой массе корня и коэффициент её набухания в водных растворах зависели от наличия нитрата в среде выращивания: в клеточных стенках N-дефицитного варианта по сравнению с +N-вариантом были выше содержание фенольных ОН-групп (в 2,4 раза) и массовая доля стенки (в 1,24 раза), а коэффициент набухания, напротив, был ниже на 10%. Полученные данные свидетельствуют о том, что при дефиците азота в корнях формируется более мощная клеточная стенка с более высокой степенью сшивки полимеров – вероятно, за счёт повышенного содержания в ней лигнина.

Об авторах

Н. Р. Мейчик
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

докт. биол. наук, проф., вед. науч. сотр. кафедры физиологии растений биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-44-49



Ю. И. Николаева
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

канд. биол. наук, ст. науч. сотр. кафедры физиологии растений биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-44-49 



М. А. Кушунина
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

науч. сотр. кафедры физиологии растений биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-44-49



Список литературы

1. Cramer M.D., Lewis O.A.M. The influence of NO3 – and NH4 + nutrition on the carbon and nitrogen partitioning characteristics of wheat (Triticum aestivum L.) and maize (Zea mays L.) plants // Plant Soil. 1993. Vol. 154. N. 2. P. 289–300.

2. Wilcox G.E., Hoff J.E., Jones C.M. Ammonium reduction of calcium and magnesium content of tomato and sweetcorn and influence on incidence of blossum end rot of tomato fruit // J. Am. Soc. Hort. Sci. 1973. Vol. 98. N. 1. P. 86–89.

3. Kováčik J., Bačkor M. Changes of phenolic metabolism and oxidative status in nitrogen- deficient Matricaria chamomilla plants // Plant Soil. 2007. Vol. 297. N. 1. P. 255–265.

4. Sattelmacher B. The apoplast and its significance for plant mineral nutrition // New Phytol. 2001. Vol. 149. N. 2. P. 167–192.

5. Meychik N.R., Yermakov I.P. A new approach to the investigation on the ionogenic groups of root cell walls // Plant Soil. 1999. Vol. 217. N. 1. P. 257–264.

6. Meychik N.R., Yermakov I.P. Ion-exchange properties of plant root cell walls // Plant Soil. 2001. Vol. 234. N. 2. P. 181–193.

7. O’Neill M.A., York W.S. The composition and structure of plant primary cell walls // The plant cell wall / Ed. J.K.C. Rose. Boca Raton: CRC Press, 2003. P. 1–54.

8. Wang W., Zhao X.Q., Chen R.F., Dong X.Y., Lan P., Ma J.F., Shen R.F. Altered cell wall properties are responsible for ammonium-reduced aluminum accumulation in rice roots // Plant Cell Environ. 2015. Vol. 38. N. 7. P. 1382–1390.

9. Scheible W.-R., Morcuende R., Czechowski T., Fritz C., Osuna D., Palacios-Rojas N., Schindelasch D., Thimm O., Uvardi M.K., Stitt M. Genome-wide reprogramming of primary and secondary metabolism, protein synthesis, cellular growth processes, and the regulatory infrastructure of Arabidopsis in response to nitrogen // Plant Physiol. 2004. Vol. 136. N. 1. P. 2483–2499.

10. Le Gall H., Philippe F., Domon J.M., Gillet F., Pelloux J., Rayon C. Cell wall metabolism in response to abiotic stress // Plants. 2015. Vol. 4. N. 1. P. 112–166.

11. Лейкин Ю.А., Мейчик Н.Р., Соловьев В.К. Кислотно-основное равновесие полиамфолитов с пиридиновыми и фосфоновокислотными группами // Ж. физ. химии. 1978. Т. 52. № 7. С. 1420–1424.

12. Meychik N., Nikolaeva Y., Kushunina M., Yermakov I. Are the carboxyl groups of pectin polymers the only metalbinding sites in plant cell walls? // Plant Soil. 2014. Vol. 381. N. 1. P. 25–34.

13. Gregor H.P., Luttinger L.D., Loeble E.M. Titration of polyacrylic acid with quaternary ammonium bases // J. Amer. Chem. Soc. 1954. Vol. 76. N. 22. P. 5879–5880.

14. Шатаева Л.А., Кузнецова Н.Н., Елькин Г.Е. Карбоксильные иониты в биологии. Л.: Наука, 1979. 286 с.

15. van der Werf A., Nagel O.W. Carbon allocation to shoots and roots in relation to nitrogen supply is mediated by cytokinins and sucrose: Opinion // Plant Soil. 1996. Vol. 185. N. 1. P. 21–32.

16. Гельферих Ф. Иониты. М.: Изд-во иностранной литературы, 1962. 492 с.


Для цитирования:


Мейчик Н.Р., Николаева Ю.И., Кушунина М.А. ВЛИЯНИЕ ДЕФИЦИТА АЗОТА НА ИОНООБМЕННЫЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ КЛЕТОЧНЫХ СТЕНОК КОРНЕЙ ПШЕНИЦЫ. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2017;72(2):87-91.

For citation:


Meychik N.R., Nikolaeva Y.I., Kushunina M.A. EFFECT OF NITROGEN DEFICIENCY ON ION-EXCHANGE PROPERTIES OF WHEAT ROOT CELL WALL POLYMERS. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2017;72(2):87-91. (In Russ.)

Просмотров: 80


ISSN 0137-0952 (Print)