Доклад


Современные проблемы минерального питания растений
(физико-химический подход)

Modern problems of mineral nutrition of plants (physico-chemical approach)

 

Мейчик Н.Р., Ермаков И.П.

Nataly R. Meychik, Igor P. Yermakov

 

Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, биологический факультет

 

УДК 581.1

 

Работа посвящена выявлению основных закономерностей ионообменных и диффузионных процессов в апопласте корней растений разных систематических групп и определению функциональной роли ионообменного механизма в поглощении минеральных элементов и водном режиме растений в нормальных и экстремальных условиях роста. Разработана методология количественной оценки ионообменных и диффузионных свойств клеточных стенок корней растений и на этой основе проведено комплексное сравнительно-физиологическое исследование связи физико-химических свойств клеточных стенок и процессов организации ионных и водных потоков в апопласте. Показано, что ионообменные свойства клеточной стенки зависят от вида, возраста, физиологического состояния и условий произрастания растений, а объем полимерного матрикса клеточных стенок, который связан с их гидравлической проводимостью, зависит от ионных условий и рН в окружающей среде и в экстраклеточном компартменте. В работе обоснована концепция зависимости физиологических функций поглощения и транспорта минеральных элементов и воды растениями от физико-химических свойств полимерного матрикса их клеточных стенок. 

Ключевые слова: клеточная стенка; апопласт; корень; диффузия ионов в клеточной стенке; минеральное питание растений.

 

Клеточная стенка, являющаяся частью апопласта – это сложноорганизованная и многофункциональная система. Этот экстраклеточный компартмент первым контактирует с наружным раствором и модифицирует его состав за счет реакций обмена между ионогенными группами полимерного матрикса стенок и ионами среды, тем самым регулируя поступление веществ в корни растений. Эффективность такой модификации внешнего раствора определяется физико-химическими свойствами экстраклеточного компартмента, который находится под контролем клетки. Клеточные стенки являются не только сложными, но и динамичными системами, состав и организация которых могут изменяться в процессе онтогенеза и под действием внешних факторов (Шарова, 2004).

Принято считать, что структура и ионообменные свойства клеточных стенок и апопласта корня в целом имеют важное физиологическое значение, так как именно они определяют ионный состава среды, которая омывает клеточную мембрану, контролируют внеклеточный транспорт растворенных веществ, влияют на механические и осмотические явления в процессе роста клеток (Haynes, 1980; Grignon and Sentenac, 1991; Sattelmacher, 2001).

На важную роль физико-химических свойств клеточной стенки, от которых зависят первичные процессы поглощения минеральных элементов, впервые обратили серьезное внимание отечественные исследователи (Колосов И. И., 1939, 1940; Сабинин Д. А., 1955), а в последующем их анализ предпринимался неоднократно. Однако исследования носили эпизодический характер, и интерес к этой проблеме проявлялся слабо. В результате, до начала настоящей работы в качестве количественной характеристики способности клеточных стенок к ионному обмену использовали только катионообменную способность корней, которая как считается, обусловлена присутствием в полимерном матриксе карбоксильных групп остатков уроновых кислот в составе пектинов (Haynes, 1980; Grignon and Sentenac, 1991). Однако данные биохимических исследований состава клеточных стенок противоречат таким упрощенным представлениям и указывают на наличие в клеточных стенках растений других группировок, участвующих в ионном обмене (Meychik and Yermakov, 2001). Таким образом, количественная оценка ионообменных свойств клеточных стенок с использованием ранее предложенных подходов не вскрывает и не отражает реальной сложности процессов, обеспечивающих первичные этапы поглощения минеральных элементов корнями растений.

Одним из подходов к исследованию процессов в клеточной стенке может быть рассмотрение ее с позиций химии полимеров. В анализе полимерного ионообменного материала важную роль играют параметры, которые характеризуют происходящие в нем процессы диффузии и набухания (Гельферих, 1962). Они позволяют описать такие важные свойства, как проницаемость и скорость транспортирования ионов в полимере. Кроме того, коэффициенты набухания и диффузии являются функцией степени поперечной сшивки полимерных цепей, общего числа ионогенных групп ионита, степени их диссоциации, концентрации внешнего раствора и зависят от радиуса гидратированного иона, которым заполняется сорбент. О процессах диффузии ионов в апопласте и набухании полимерного матрикса клеточных оболочек известно мало. В связи с изложенным, можно предположить, что экспериментальная оценка набухания и диффузии даст возможность оценить различия в структуре биохимически пластичного полимерного матрикса у растений разных видов, а также определить степень его участия в водном режиме растений при нормальных и экстремальных условиях минерального питания.

Таким образом, можно полагать, что оценка физико-химических характеристик экстраклеточного компартмента корня с использованием методов химии полимеров позволит выявить важные механизмы, контролирующие поглощающую способность корней как в нормальных, так и в экстремальных условиях минерального питания, тем более, что до начала настоящей работы отсутствовали подходы, используя которые можно было получить информацию о том, как модифицируются свойства апопласта в разных условиях питания, какова роль физико-химических свойств этого компартмента в минеральном питании и водном обмене растений.

Настоящая работа посвящена выявлению основных закономерностей ионообменных и диффузионных процессов в апопласте корней растений разных систематических групп и определению функциональной роли ионообменного механизма в минеральном питании, водном режиме растений в нормальных и экстремальных условиях роста.

Объектами исследования служили растения из 5 семейств, представленные различными видами и разными сортами, выращенные при нормальных и экстремальных условиях минерального питания. Всего в работе использовано 17 генотипов.

Изучение состава ионогенных групп в полимерном матриксе клеточных стенок проводили потенциометрическим методом в сочетании с методами математического моделирования, в основе которого лежит модифицированное Грегором уравнение Хендерсона-Хассельбаха (Лейкин и др., 1978). Определено, что во всех случаях указанная модель адекватно описывает экспериментальные данные и позволяет количественно охарактеризовать физико-химические свойства экстраклеточного компартмента с определенных параметров, которые позволили на количественном уровне судить об ионообменных свойствах клеточных стенок (Мейчик и др. 1999-2014).

В составе клеточной стенки, согласно биохимическим данным других авторов, присутствуют три типа функциональных групп, способных к ионизации в исследуемом нами диапазоне рН, но поведение которых количественно не изучено: аминогруппы, карбоксильные группы полигалактуроновой кислоты и фенольные группы. Наши данные указывают на то, что в полимерной структуре клеточных стенок существует четыре типа ионогенных групп: три катионообменные и одна анионообменная (Meychik and Yermakov, 1999; 2001). Сопоставление и анализ рассчитанных значений рКа, данных по химическому составу клеточной стенки, значений рКа для различных типов групп в низкомолекулярных соединениях привели нас к заключению, что в клеточной стенке присутствуют аминогруппы, карбоксильные группы полигалактуроновой кислоты и гидроксикоричных кислот и фенольные ОН-группы.

Использование разработанного подхода для анализа состава ионогенных групп КС позволило установить, что клеточные стенки корней проростков и взрослых растений значительно различаются между собой по количеству всех типов ионогенных групп. Содержание карбоксильных групп полигалактуроновой кислоты (ПГК) у этиолированных проростков пшеницы в 2 раза меньше по сравнению со взрослыми растениями (Мейчик и др., 1999), а у бобовых растений – в 2-3 раза выше, чем у злаковых (Meychik and Yermakov, 1999; 2001). Результаты о различиях в количестве карбоксильных групп ПГК у бобовых и злаков согласуются с данными других авторов о катионообменной способности корней, которые показали, что катионообменная способность двудольных растений почти в 2 раза выше по сравнению со злаковыми (Haynes, 1980; Grignon and Sentenac, 1991).

Полученные в работе данные показывают, что ионообменные свойства клеточных стенок отличаются не только у растений разных систематических групп, но изменяются также в разных тканях одного растения (Мейчик, Ермаков, 2001а). Установлено, что количество групп полигалактуроновой кислоты изменяется по длине и в радиальном направлении корня. Количество карбоксильных групп ПГК резко увеличивается к зоне боковых корней и уменьшается к базальной части корня. В кончике корня этот параметр в 2-5 раза меньше, чем в других зонах. В тканях центрального цилиндра содержание групп полигалактуроновой кислоты в 10 и 2 раза меньше, чем в стенках коры у 7-дневных проростков и 14-дневных растений соответственно. Эти результаты могут быть сопоставлены с функциональными особенностями разных типов тканей корня. Если основной функцией клеточной стенки как эпидермиса, так и коры являются первичное поглощение и концентрирование катионов внешней среды, то для клеточной стенки центрального цилиндра – их проведение к наземной части растения. Принято считать, что сосуды проводящих элементов, обеспечивающие дальний транспорт воды и ионов по ксилеме и относящиеся к апопласту, служат для переноса массового транспирационного тока. По нашим данным при таком движении состав восходящего тока может претерпевать изменения за счет взаимодействия катионов раствора и ионогенных групп клеточных стенок сосудов. Эти изменения могут происходить, например, при увеличении или уменьшении рН, концентрации ионов в ксилемном соке, за которыми последует соответственно уменьшение или увеличение концентрации катионов в растворе, поступающем к наземной части растения.

Эти экспериментальные данные свидетельствуют, что клеточные стенки сосудов ксилемы представляют собой компартмент, одна из физиологических функций которого заключается в поддержании ионного гомеостаза в клетках растущих органов при изменении условий питания. Применение разработанного в работе подхода позволило на количественном уровне судить об изменениях в ионообменных свойствах, происходящих в клеточных стенках различных анатомических структур корней, в зависимости от условий питания и физиологического состояния растений (Мейчик, Ермаков, 2001а).

Разработанный способ оценки содержания ионогенных групп в матриксе позволяет провести сравнительный анализ состава структурных полимеров в клеточных стенках растений из различных семейств (Мейчик, 2007).

В соответствии с нашими данными содержание пектиновых полимеров в матриксе клеточных стенок составляет приблизительно 6, 14, 26 и 30% у растений из семейств Poaceae, Chenopodiaceae, Liliaceae и Fabaceae соответственно. Эти результаты согласуются с данными о содержании пектинов в клеточных стенках (~30% у двудольных и некоммелиноидных однодольных растений и 5-10% у однодольных растений коммелиноидной группы; Ridley et al., 2001), полученных с использованием других способов выделения пектиновых полимеров и методов их исследования.

Карбоксильные группы оксикоричных кислот и фенольные группы могут принадлежать различным структурным полимерам клеточных стенок. Так, у злаков феруловая кислота входит в состав полисахаридов, где присоединяется через кислотную группировку к гидроксильной группе остатка арабинозы в С-5 положении (Hatfield et al., 1999). Подобные соединения идентифицированы и структурно охарактеризованы для культуры клеток (Fry, 1983) и листьев  шпината (Ishii and Tobita, 1993), тканей сахарной свеклы (Colquhoun et al., 1994) и других растений (Wallace, Fry, 1994; Carpita, 1996; Ishii, 1997b; Saulnier and Thibault, 1999). Кроме того, гидроксикорчные кислоты входят в состав ароматического домена суберина (Bernards, 2002). Фенольные ОН-группы в полимерном матриксе клеточных стенок могут также принадлежать различным структурным полимерами. Это и лигнин, и суберин, и полисахариды. В этой связи представляется целесообразным состав фенольных полимеров в стенках растений из различных семейств анализировать по сумме карбоксильных групп ГКК кислот и фенольных ОН-групп.

В соответствии с нашими результатами содержание фенольных полимеров в клеточных стенках растений уменьшается в ряду Poaceae > Chenopodiaceae >> Liliaceae ≥ Fabaceae (Мейчик, 2007). При этом у растений из сем. Chenopodiaceae и злаков доля этих полимеров достигает 50-60%, а у бобовых растений более чем в 2 раза меньше. Эти результаты согласуются с данными других авторов о высоком содержании гидроксикоричных кислот в клеточных стенках злаков, шпината и сахарной свеклы (Faulds and Williamson, 1999).

При физиологических условиях pH питательной среды лежит в слабокислой и слабощелочной области. Это указывает на роль различных ионогенных групп клеточных стенок на начальном этапе поглощения катионов минерального питания. Адсорбция катионов, по крайней мере в эпидермисе, связана с наличием карбоксильных групп уроновых и оксикоричных кислот в клеточных стенках. Величина pH в апопласте является производной pH и состава среды, процессов ионного обмена и диффузии, транспорта протонов через мембрану клетки. Вероятно, локальные изменения pH в апопласте, которые связаны с реакциями обмена в клеточных стенках, (а) стимулируют участие в обменных процессах других типов ионогенных групп (например, анионообменных) и (б) необходимы для транспорта растворенных веществ в клетку. При этом анионообменные группы могут входить в состав других структур, например, плазматической мембраны.

Используя разработанный нами подход, в работе оценена ионообменная способность клеточных стенок при различных значениях рН и ионной силы раствора. Результаты показывают, что общее количество групп в изолированных клеточных стенках, также как и количество групп каждого типа, не зависит от состава раствора. Однако этот фактор значительно влияет на константу диссоциации всех ионогенных групп матрикса. С его увеличением кислотные свойства всех катионообменных групп усиливаются.

Результаты нашего исследования на количественном уровне обеспечивают доказательства идеи о том, что «апопласт растительных тканей является резервуаром катионов, который имеет важное физиологическое значение, если матрикс клеточных стенок содержит высокую концентрацию отрицательных зарядов, и если протопласты могут контролировать рН и/или концентрацию катионов в водном свободном пространстве» (Starrach et al, 1985; Freundimg et al, 1988).

Таким образом, методом потенциометрического титрования с использованием модели Грегора получены параметры, характеризующие качественный и количественный состав ионогенных групп клеточной стенки и хорошо сопрягающиеся с данными о ее химической структуре. Показана возможность проводить сравнительное исследование структуры клеточной стенки корней и ее потенциальных сорбционных возможностей в зависимости от физиологического состояния растений и условий питания. Адекватность описания процессов диссоциации в трехмерной структуре клеточной стенки с использованием разработанного подхода позволяет прогнозировать направление реакций обмена в апопласте корня, протекающих при первичном поглощении ионов питательных солей, а свойства полимерного матрикса обеспечивают пластичность клеточных стенок и в целом апопласта, как ионных резервуаров и регуляторов водных потоков.

Одним из важных физико-химических показателей, которые характеризуют свойства полимеров клеточных стенок как ионообменника, является набухание. Его количественной характеристикой служит весовой коэффициент. Причиной набухания ионообменных материалов в водном растворе является наличие гидрофильных групп, причиной нерастворимости – существование поперечных связей. Способность к набуханию – это свойство полимера, определяемое его строением и составом, а само набухание является не просто механическим вхождением воды в пустоты и поры, которых в полимере, в сущности, нет, а представляет результат межмолекулярного взаимодействия, обусловленного, главным образом, гидратацией макромолекул, что свидетельствует о коллоидно-химической, а не физической природе процесса. Известно, что способность к набуханию ионообменных материалов возрастает с уменьшением степени поперечной связанности, с увеличением количества фиксированных зарядов, с уменьшением концентрации раствора, с увеличением степени диссоциации функциональных групп и зависит от радиуса гидратированного иона, которым заполняется сорбент (Гельферих, 1962).

Проведенное нами измерение коэффициента набухания клеточных стенок растений показало, что он зависит от состава и рН раствора (Meychik, Yermakov, 1999; 2001; Meychik et al., 2005; Мейчик и др. 2006; 2010). Во всех случаях коэффициент набухания изменяется в соответствии с физико-химическими закономерностями, которые описаны для синтетических слабосшитых катионообменников (Гельферих, 1962). Нами установлено, что величина коэффициента набухания возрастает с уменьшением концентрации электролита, с увеличением рН (или степени ионизации ионогенных групп) и с увеличением общего количества функциональных групп. Для всех исследуемых растений набухание клеточной стенки меньше в кислой области, чем в нейтральной. Это означает, что полимерный компонент клеточной стенки корня может уменьшаться в объеме до 10 раз при снижении рН в среде или апопласте. Аналогичные изменения происходят при увеличении ионной силы раствора. Эти данные ясно показывают, что объем ионообменного полимерного компонента клеточных стенок не является постоянной величиной, а в значительной мере зависит от ионных условий и рН в окружающей среде и в апопласте.

Однако главный фактор, который определяет способность к набуханию – это степень сшивки полимерных цепей, расположенных в структуре клеточных стенок. Этот параметр нельзя оценить экспериментальным путем, но есть возможность оценить величину степени сшивки непрямым методом. На основании экспериментальных и теоретических исследований свойств слабосшитых ионообменников установлено, что чем выше степень сшивки полимеров, тем ниже коэффициент набухания полимерного материала в воде (Гельферих, 1962). В соответствии с этими данными и результатами настоящей работы можно заключить, что у клеточной стенки шпината и сведы степень сшивки полимерных цепей выше по сравнению с другими растениями, т.к. у первых коэффициент набухания в воде в 2 и 4 раза меньше, чем у пшеницы и бобовых соответственно. На основании представленных результатов можно также предполагать, что степень сшивки полимеров в клеточной стенке корней не превышает 0,5-1,5%, так как такие величины характерны для синтетических карбоксилсодержащих ионитов с подобными значениями коэффициентов набухания в воде.

Примененный в работе подход позволил впервые обнаружить, что набухание отличается не только у растений разных систематических групп, но изменяется также в разных тканях одного растения (Мейчик, Ермаков, 2001б). Данные показывают, что в радиальном направлении корня люпина: Q в интактных корнях и Kcw в стандартизованных клеточных стенках в 2 раза выше у тканей коры, чем у центрального цилиндра, при этом относительная масса клеточных стенок в центральном цилиндре на 15% больше, чем в коре. Можно с большой вероятностью предполагать, что у корней интактных растений такие различия в радиальном направлении связаны с изменениями структуры полимеров клеточных стенок и, в значительной мере, c различной степенью сшивки полимеров в коре и центральном цилиндре. Данные о набухании однозначно показывают, что степень сшивки полимеров в коре значительно меньше, чем в центральном цилиндре. Результаты элементного анализа также подтверждают последнее положение. Таким образом, на основании результатов настоящей работы и в соответствии с существующими представлениями о структуре клеточных стенок можно полагать, что большая степень сшивки полимеров в тканях центрального цилиндра по сравнению с корой обусловлена большей степенью лигнификации и/или суберинизации.

Таким образом, набухание полимеров клеточных стенок находит отражение в физиологических реакциях растения. Можно полагать, что изменение в набухании, которое определяется физико-химическими свойствами клеточной стенки в ответ на варьирование внешних или внутренних условий, представляет собой элемент механизма регулирования объемного тока воды по корню.

Выяснение механизмов адаптации растительных организмов к неблагоприятным факторам окружающей среды, в том числе к засолению, – одно из основных направлений физиологии растений. На клеточном и молекулярном уровне интенсивно изучаются процессы, связанные с ответными реакциями растений на действие солевого стресса: изменения в экспрессии генов, метаболизме, физиологических функциях и гомеостазе.

Известно, что высокие концентрации NaCl в среде вызывают осмотический стресс и ионный дисбаланс, ограничивая рост и продуктивность растений. Поддержание роста в этих условиях связано как с регуляцией водного и осмотического гомеостаза, так и с изменением свойств клеточных стенок растений.

Важная физиологическая роль ионообменных реакций в клеточных стенках была выявлена при помещении растений в условия засоления. Нами показано, что в таких условиях полимерный матрикс является средой, которая поддерживает низкую концентрацию ионов натрия в водном пространстве апопласта при неожиданных и больших изменениях концентраций NaCl во внешней среде (Meychik et al., 2005; Мейчик и др. 2006; 2010) . При этом концентрация Na+ в водном пространстве клеточных стенок в течение некоторого времени будет ниже, чем во внешней среде за счет реакций:

~COOH + Na+® ~COONa + H+ (1),

где ~ - полимерная цепь, ~COOH – карбоксильные группы галактуроновой кислоты. Период времени, в течение которого концентрация ионов натрия будет ниже, чем в среде, определяется ионообменными свойствами клеточных стенок. Реакция (1) имеет место, так как чем больше ионная сила среды, тем выше ионообменная способность матрикса. В то же самое время ионы натрия вытеснят ионы кальция из клеточной стенки

[ (~COO)2Ca + 2Na+® 2(~COONa) + Ca2+ ] (2),

так как при увеличивающейся концентрации NaCl в среде их активность выше, чем активность ионов кальция. Таким образом, Ca2+ входит в водное пространство апопласта (реакция 2) и затем, вероятно, в клетку за счет активации транспортных систем клетки выделившимися протонами (реакция 1). Известно, что ион кальция является вторичным мессенджером и растения могут приспосабливаться к высокой концентрации соли в окружающей среде за счет активации систем сигнальной трансдукции, включающих Ca2+ (Bressan et al., 2003; Tester and Davenport, 2003). На основании изложенного можно сказать, что при солевом стрессе поведение кальция (движение из клеточной стенки в водное пространство апопласта и далее, возможно, в клетку) является важным элементом регуляции ионного гомеостатирования во время адаптации к экстремальным условиям минерального питания. Кроме того, ионообменные процессы в клеточных стенках включаются в регуляцию распределения натрия по растению, и таким образом можно утверждать, что они являются частью механизма солеустойчивости растений (Bressan et al., 2003; Tester and Davenport, 2003). Сравнительный анализ физико-химических параметров для галофита и гликофита из сем. Chenopodiaceae, для менее и более устойчивых к условиям засоления бобовых растений (Meychik et al., 2005; Мейчик и др. 2006; 2010) показал, что клеточные стенки первых характеризуются более высокой (а) ионообменной способностью, (б) степенью сшивки полимеров в матриксе клеточных стенок и (в) долей полимерного матрикса от общей сухой массы тканей и большим содержанием фенольных полимеров. Эти отличительные особенности, как можно полагать, позволяют растениям с разной эффективностью противостоять экстремальным условиям минерального питания.

Свойства полимерного ионообменника, составляющего от 30 до 60% от сухой массы материала клеточной стенки корня, могут быть обсуждаемы в связи с проблемами поглощения и транспорта воды. Известно, что закисление среды снижает гидравлическую проводимость стенок (Ктиторова и Скобелева, 1999), а при низкой ионной силе внешнего раствора (высокой скорости транспирации) апопластный путь движения воды является определяющим, так как в этих условиях гидравлическое сопротивление корня низкое, что обеспечивает быстрое поглощение воды растением (Steudle and Peterson, 1998). Согласно нашим результатам, снижение рН раствора и/или увеличение его ионной силы приводят к уменьшению набухания ионообменного матрикса клеточной стенки. На основании анализа данных литературы и наших результатов можно считать, что у растений существует прямая связь между набуханием полимерного матрикса и водным током, и важная физиологическая функция клеточных стенок корней может быть связана с регуляцией движения воды по корневому апопласту. С другой стороны, изменение набухания и гидравлической проводимости с увеличением уровня засоления среды (увеличением ионной силы) должно являться важным звеном в адаптации растений к действию этого абиотического фактора.

Полученные результаты позволяют заключить, что ионообменные процессы являются частью механизма солеустойчивости растений, а физико-химические свойства экстраклеточного компартмента выступают в качестве системы, которая регулирует физиологические функции целого растения.

В ответ на стресс при действии токсичных металлов (Ме+2) растения развивают широкий спектр механизмов, направленных на предотвращение накопления Ме+2 в цитоплазме в токсичных концентрациях. Эти механизмы включают (i) иммобилизацию Ме+2 в клеточной стенке; (ii) уменьшение поглощения и/или выведение поглощенных клеткой Ме+2 транспортерами плазматической мембраны; (iii) хелатирование в цитоплазме Ме+2 различными лигандами (органические кислоты, аминокислоты, фитохелатины, металлотионеины, металл-связывающие белки); (iv) репарацию поврежденных стрессом белков; (v) компартментацию Ме+2 в вакуоль транспортерами тонопласта (Hall, 2002). Внутриклеточные механизмы, четыре первых из пяти названных, интенсивно изучаются и дискутируются научным сообществом, а вот о роли внеклеточного механизма известно мало. Существуют всего лишь несколько работ (Redjala et al., 2010; Colzi et al., 2012), посвященных этому вопросу. Мало того, некоторые исследователи полагают, что связывание Ме+2 клеточными стенками незначительно.

Наши результаты свидетельствуют, что клеточные стенки могут связывать большие количества металлов, при этом адсорбционная способность клеточных стенок зависит от вида растений и рН (Мейчик и др., 2011; Meychik et al., 2014). С увеличением рН до 6.5 количество связанных ионов металлов почти во всех исследованных нами случаях было больше чем количество групп ПГК. Эти результаты указывают на участие в связывании ионов металлов других групп, отличных от карбоксильных групп ПГК. И этими группами являются карбоксильные группы гидроксикоричных кислот. И у злаков вклад этих групп в суммарное поглощение очень велик (Meychik et al., 2014).

В настоящее время активно ведутся исследования по поглощению растениями ионов тяжелых металлов в присутствии комплексообразователей (Schaider et al., 2006; Panfili et al., 2009; Mossop et al., 2009). Установлено, что в присутствии лигандов усиливается поглощение металлов клетками, при этом в качестве лигандов, как правило, используют «синтетический» комплексообразователь этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) и «природные лиганды» Одна из гипотез, объясняющая усиление поглощения металлов в присутствии лигандов, состоит в прямом поглощении комплекса (лиганд-металл) клетками, за счет активации механизмов поглощения, включающих специфические мембранно-связанные транспортные системы. Однако каким образом клеточная стенка отвечает на присутствие в среде ЭДТА известно не было. Было установлено, что в присутствии ЭДТА, сильного лиганда, практически полностью останавливает процесс связывания металлов клеточной стенкой. На основании этих результатов можно утверждать, что присутствие в среде ЭДТА ослабляет защитные функции клеточной стенки, что приводит к усилению поглощения Ме+2 растительной клеткой в форме Ме-ЭДТА (Мейчик и др., 2011).

Принято считать, что клеточные стенки могут связывать ионы тяжелых металлов, а способность клеточной стенки связывать двухвалентные металлы зависит от количества таких функциональных групп в оболочке как–COOH, –OH и –SH (Krzesłowska, 2011). Наши результаты исследования адсорбционной способности клеточных стенок по ионам никеля и меди позволили установить, что (1) гидроксильные группы не участвуют в связывании Ме2+ (2) наряду с карбоксильными группами полигалактуроновой кислоты в связывании Ме2+ принимают участие карбоксильные группы гидроксикоричных кислот (3) аминокислотные остатки участвуют в связывании Ме2+ посредством образования координационных связей с Ме2+ (Meychik et al., 2014).

Для определения роли экстраклеточного механизма защиты клеток корня при воздействии тяжелыми металлами нами проведена сравнительная оценка накопления меди и никеля корнями транспиртрующих растений и клеточными стенками корней Triticum aestivum L. и Vigna radiata L. Обработку проводили в течение 24 часов, а концентрация металла в среде изменялась от 10 до 100 мкМ. В соответствии с результатами, вплоть до концентрации металла 50 мкМ содержание ионов меди и никеля в клеточной стенке в пределах погрешности эксперимента совпадало с содержанием этих металлов в корнях транспирирующих растений. Кроме того, в этом концентрационном диапазоне содержание металлов в надземной части растений увеличивалось не более чем 1.5-3 раза. Известно, что ионы могут поступать в стель корня по апопласту, минуя симпласт, через три сайта: в месте отхождения боковых корней, где происходит разрыв эндодермы, через пропускные клетки, и через кончик корня, где пояски Каспари недостаточно развиты. С этим обстоятельством и может быть связано незначительное увеличение концентрации металла в надземной части. Эти результаты дают основание полагать, что в диапазоне концентраций ионов металлов 10-5-5*10-5 М депонирование Ni2+ и Cu2+ в клеточные стенки T.aestivum и V.radiata является основным механизмом защиты клеток от воздействия избыточных концентраций этих токсичных ионов. С увеличением концентрации металла в среде до 100 мкм у маша основной вклад в компартменацию ионов в корне вносят внеклеточные механизмы, а у пшеницы – вклад в этот процесс внеклеточных и внутриклеточных механизмов приблизительной равный.

В корнях растений транспорт воды и ионов осуществляется по апопласту и симпласту. Эти два пути передвижения ионов минерального питания являются равнозначными, а преобладание того или другого зависит главным образом от условий окружающей среды и типа транспортируемого соединения. При определенных условиях апопластный путь передвижения воды и ионов превалирующий, и, следовательно, детерминируется главным образом свойствами клеточных стенок.

Несмотря на то, что диффузия, как полагают многие исследователи, является определяющей стадией при передвижении ионов в корне, к настоящему времени для растительной клеточной стенки экспериментальных данных о скорости диффузии ионов в ее матриксе, о влиянии этого свойства на транспорт ионов не получено.

В настоящей работе поставлена цель количественной оценки диффузии ионов в клеточной стенке и ее возможного вклада в поглотительную функцию корня. В качестве химического реагента для слежения за процессом диффузии использовали краситель метиленовый синий. Следует отметить, что еще в середине прошлого столетия этот реагент применяли для определения общей и рабочей поглощающей поверхности корней растений, исследования процессов диффузии в синтетических ионообменных материалах.

Во всех вариантах изменения в количестве адсорбированного МС клеточными стенками (Мcw) от времени имеют вид экспоненциальной зависимости. Мcw изменяется в ряду: огурец > пшеница > кукуруза (Мейчик и др., 2003).

Известно, что окрашенной частью МС является катион и можно полагать, что поглощение МС происходит в результате реакции обмена между этим катионом и протонами карбоксильных групп клеточных стенок. В пользу этого положения свидетельствуют полученные нами результаты о зависимости величины адсорбции МС от рН исходного раствора. Во всех случаях с уменьшением или увеличением рН соответственно изменяется и количество МС в стенках. Такой характер изменений сорбционной способности от рН указывает на то, что связывание МС со стенками носит ионообменный характер и, следовательно, величина его поглощения должна быть связана с количеством ионогенных групп в стенках.

Чтобы подтвердить данное положение, методом потенциометрического титрования определено количество карбоксильных групп, способных принимать участие в обменных реакциях с катионами внешней среды при данных условиях. Расчеты показывают, что количество связанного стенками красителя больше, чем количество карбоксильных групп a-D-полигалактуроновой кислоты во всех случаях. Эти данные указывают на то, что связывание катиона МС происходит обоими типами карбоксильных групп. У огурца количество карбоксильных групп различной природы, которые могут участвовать в реакциях обмена с катионами внешней среды и, в том числе, катионом МС в физиологических условиях, в 1,5-2 раза больше, чем у пшеницы и кукурузы. Кроме того, ряд изменений в суммарном количестве карбоксильных групп соответствует тому, который был получен при связывании красителя стенками огурца, пшеницы и кукурузы. Таким образом, полученные результаты потенциометрического титрования подтверждают, что зависимость способности к поглощению от рН связана с изменением степени диссоциации карбоксильных групп клеточных стенок: чем выше рН, тем больше количество ионизированных групп, которые могут участвовать в реакциях обмена, тем выше количество МС, которое адсорбируется стенками корней.

Ионообменный механизм поглощения МС подтверждается также зависимостью максимальной ионообменной способности клеточных стенок по МС от суммарного количества карбоксильных групп, которые могут принимать участие в обменных реакциях. Статистическая обработка результатов указывает на то, что в выбранных условиях эксперимента максимальная емкость по МС стенок и количество карбоксильных групп в них являются взаимозависимыми параметрами (Мейчик и др., 2003).

Таким образом, на основании вышеизложенного можно утверждать, что механизм связывания МС обусловлен ионообменными реакциями в клеточной стенке, а экспериментальные кинетические кривые можно анализировать по уравнениям, описывающим кинетику ионного обмена (Кокотов и Пасечник, 1970). Анализ экспериментальных кривых в соответствии с подходом, который используется в физической химии ионитов, показал, что исследуемый процесс поглощения МС изолированными клеточными стенками протекает во внутридиффузионной области. По соответствующим уравнениям были рассчитаны коэффициенты диффузии метиленового синего в клеточных стенках корня. Как видно из уравнений, проницаемость полимерного матрикса зависит от вида растения. У кукурузы этот параметр в 2,5 и 6 раз выше, чем у огурца и пшеницы соответственно. В связи с тем, что в настоящее время отсутствуют сведения о количественной оценке коэффициента в корнях растений, сравнение полученных параметров проведено с таковыми для синтетических ионообменных материалов. На примере сульфосодержащих ионитов установлено, что коэффициент диффузии метиленового синего зависит от степени сшивки ионита и чем больше жесткость структуры полимерного матрикса ионита, тем меньше скорость движения иона в полимере. Коэффициент диффузии катиона метиленового синего в синтетических сульфосодержащих катионитах изменяется от 3·10-10 до 4·10-12 см2/с в зависимости от количества сшивающего агента (2-16%, Либинсон и Савицкая, 1963). Из наших данных следует, что растительная клеточная стенка значительно более проницаема для катиона метиленового синего, чем синтетические иониты, так как коэффициенты диффузии в стенках на 2-4 порядка выше. Очевидно, это обусловлено особенностями строения матрикса клеточных стенок и в том числе меньшей степенью сшивки полимеров по сравнению с указанными синтетическими ионообменными материалами.

Полученные нами данные о коэффициентах диффузии, о набухании клеточных стенок корней в воде представляют собой дополнительные аргументы в пользу того, что клеточные стенки действительно являются слабосшитым ионообменником или, иначе, имеют малую степень поперечной связанности (сшивки) между линейными цепями полимеров (~1%). Кроме того, и коэффициент набухания клеточных стенок в воде (Кcw), и коэффициент диффузии метиленового синего (Dcw) в них являются параметрами, которые характеризуют одно и то же свойство матрикса – жесткость его полимерной структуры (или степень сшивки, или проницаемость). Отсюда следует, что и Кcw и Dcw должны коррелировать между собой.

Расчеты показали, что между этими параметрами действительно существует статистически значимая взаимосвязь, которая еще раз подтверждает правильный выбор модели для расчета коэффициентов диффузии, так как Кcw и Dcw получены в независимых экспериментах. Данные также убедительно доказывают, что, как и для синтетических ионообменных материалов, коэффициент набухания клеточных стенок в воде может служить количественной характеристикой проницаемости их матрикса (Мейчик и др., 2003).

В физиологии минерального питания принята точка зрения о том, что, исследуя кинетику поглощения иона, можно разграничить его транспорт в клеточных стенках и транспорт через клеточную мембрану (Freundling et al., 1988; Marschner, 1995). В типичной экспоненциальной кривой, описывающей поглощение катиона во времени, выделяют две фазы. Первая (фаза I) – быстрая, с периодом полунасыщения (t1/2) порядка нескольких минут, и вторая (фаза II) – медленная, с t1/2 несколько часов, при этом каждую фазу относят к процессам в определенном компартменте: фаза I – в кажущемся свободном пространстве (транспорт по апопласту), фаза II – в цитоплазме (транспорт по симпласту). Результаты нашего исследования показывают, что диффузия – самая медленная стадия ионного обмена – имеет большое значение в процессах поглощения ионов корнями растений, а экспоненциальный вид кинетической кривой не может служить критерием для разграничения путей транспортирования иона (симпласт или апопласт). Кроме того, транспорт катионов в клеточных стенках не является быстрым процессом, как полагали ранее. Согласно данным настоящей работы, за 3 часа клеточные стенки насыщаются на 60-90% в зависимости от вида растения. Несмотря на то, что размер катиона МС значительно отличается от размера основных катионов минерального питания, вполне вероятно, что при определенных условиях некоторая их часть также транспортируется по апопласту как в радиальном, так и в осевом направлении, и тогда определяющее значение будут иметь процессы диффузии. Так, например, при изменении условий минерального питания, а именно, при внезапном увеличении концентрации катионов в почвенном растворе, клеточные стенки могут служить временным запасным пулом для катионов, размер которого можно оценить экспериментально, при этом диффузия будет определять скорость его наполнения.

Заключая изложенное, можно утверждать, что высокомолекулярный матрикс клеточной стенки, составляющий от 30 до 60% от сухой массы тканей корня, образующий трехмерную сеть и имеющий в своем составе некоторое количество функциональных групп, способных к ионному обмену, обеспечивает ряд свойств экстраклеточного компартмента, которые играют важную роль в регуляции ионного и водного режимов растений как при нормальных, так и экстремальных условиях минерального питания. Эти свойства могут быть изучены количественно и в применении к конкретным экспериментам позволяют понять важные стороны проявлений физиологических функций.

 

Список литературы

1. Гельферих Ф. Иониты. Москва; Изд-во Ин. Лит., 1962. 490с. 

2. Кокотов Ю.А., Пасечник В.А. Равновесие и кинетика ионного обмена. Ленинград; Изд-во Химия, 1970.

3. Колосов И. И. Установление поглощающей зоны корней и роли корневых волосков в поглощении веществ // Сов. агрономия. 1939а. № 5. С.43-48

4. Колосов И. И. Способ определения поглощающей поверхности корней // Сов. агрономия. 1939б. № 12. С.46

5. Колосов И. И. О роли физико-химических процессов в поступлении веществ в растение и возрастные изменения в поглощающей деятельности корней // Вести агротехники. 1940. № 2. С.98-120

6. Ктиторова И.Н., Скобелева О.В. Изменение упругих свойств клеточных стенок и некоторых параметров водного обмена растений при закислении среды // Физиол. растений. 1999. Т. 46. С.239-245.

7. Лейкин Ю.А., Мейчик Н.Р., Соловьев В.К. 1978. Кислотно-основное равновесие по-лиамфолитов с пиридиновыми и фосфоновокислотными группами // Ж.физич.химии. Т.52. №7. С.1420-424.

8. Либинсон Г.С., Савицкая Е.М. Кинетика ионообменных процессов. V. К вопросу о механизме диффузии при ионном обмене, протекающем с участием органических ионов // Ж. физич. химии. 1963. Т.37. С. 2706-2712

9. Мейчик Н.Р., Ермаков И.П., Савватеева М.В. 1999. Ионогенные группы клеточной стенки корней пшеницы // Физиол.раст. 46. C.742-747.

10. Мейчик Н.Р., Ермаков И.П. Ионообменные свойства выделенных клеточных оболочек из корней люпина // Биохимия. 2001а. Т. 66. Вып.5. C.688-697.

11. Мейчик Н.Р., Ермаков И.П. Набухание клеточной стенки корня, как отражение ее функциональных особенностей // Биохимия. 2001б. Т. 66. Вып.2. С.223-233.

12. Мейчик Н.Р., Николаева Ю.И., Ермаков И.П. Ионообменные свойства клеточных стенок корней Spinacia oleracea L. при разных условиях засоления внешней среды // Биохимия. 2006. Т. 71. Вып. 7. С.961-971.

13. Мейчик Н.Р., Ермаков И.П., Прокопцева О.С. Диффузия органического катиона в клеточных стенках корня// Биохимия. 2003. 68. № 7. С.926-940.

14. Мейчик Н.Р. Диссертация на соиск.уч.ст. д.б.н. Москва. 2007. 251с.

15. Мейчик Н.Р., Ермаков И.П., Хонарманд С. Д., Николаева Ю.И. Ионообменные свойства клеточных стенок у сортов нута с различной чувствительностью к засолению // Физиология растений. 2010. Т. 57. №5. С.665-675.

16. Мейчик Н. Р., Николаева Ю. И., Комарынец О. В., Ермаков И. П. Барьерная функция клеточной стенки при поглощении ионов никеля // Физиология растений. 2011. Т. 58. №3. С.409-411.

17. Сабинин Д.А. Физиологические основы питания растений. Москва; Изд-во Академии наук, 1955. С. 164-284.

18. Шарова Е.И. Клеточная стенка растений. Санкт-Петербург; Изд-во С.-Петербург. Ун-та, 2004. 152с.

19. Bernards M. A. Demystifying suberin // Can. J. Bot. 2002. V.80. P.227-240.

20. Bressan R.A., Hasegawa P.M, Pardo J.M. Plants use calcium to resolve salt stress // Trends Plant Sci. 1998. V. 3. P.411-412.

21. Carpita N. C. Structure and biogenesis of the cell walls of grasses // Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1996. V.47. P.445-476.

22. Colquhoun I. J., Ralet M. C., Thibault J. F., Faulds C. B., Williamson G. Structure identification of feruloylated oligosaccharides from sugar-beet pulp by NMR-spectroscopy // Carbohydr. Res. 1994. V.263. P. 243-256.

23. Colzi I., Arnetoli M., Gallo A., Doumett S., Bubba M.D., Gabbrielli R., Gonnelli C. Copper tolerance strategies involving the root cell wall pectins in Silene paradoxa L. // Environmental and Experimental Botany. 2012. V.78. P.91–98.

24. Faulds C.B., Williamson G. The role of hydroxycinnamates in the plant cell wall // J. Sci. Food Agric. 1999. V.79. P.393-395.

25. Freudling C., Starrach N., Flach D., Gradmann D., Mayer W.E. Cell walls as reservoirs of potassium , Pignattelli Sions for reversible volume changes of pulvinar motor cells during rhythmic leaf movements // Planta. 1988. V. 175. P.193-203.

26. Fry S.C. Feruloylated pectins from the primary cell wall: their structure and possible functions // Planta. 1983. V.157. P.111-123.

27. Grignon C., Sentenac H. pH and ionic conditions in the apoplast // Ann. Rev. Plant Physiol. 1991. V. 42. P.103-128.

28. Hall J.L. Cellular mechanisms for heavy metal detoxification and tolerance // Journal of Experimental Botany. 2002. V.53. P.1-11.

29. Hatfield R.D, Ralph J., Grabber J.H. Cell wall cross-linking by ferulates and diferulates in grasses // J. Sci. Food Agric. 1999. Vol.79. №3. P.403-407.

30. Haynes R.J. Ion exchange properties of roots and ionic interactions within the root apoplasm: their role in ion accumulation by plants // Botanical Review.  1980. V. 46. P.75-99.

31. Ishii T. Structure and functions of feruloylated polysaccharides // Plant Sci. 1997. V.127. 111-127.

32. Ishii T., Tobita T. Structural characterization of feruloyl oligosaccharides from spinach-leaf cell-walls // Carbohydr. Res. 1993. V.248. P.179 –190.

33. Krzesłowska M. The cell wall in plant cell response to trace metals, polysaccharide remodeling and its role in defense strategy // Acta Physiologiae Plantarum. 2011. V. 33. P.35-51.

34. Marshner Y. Mineral Nutrition of Higher Plants. London etc, Academic Press, 1995. 889p

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

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

37. Meychik N.R., Nikolaeva J.I., Yermakov I.P. Ion exchange properties of the root cell walls isolated from halophyte plants (Suaeda altissima L.) grown under conditions of different salinity// Plant and Soil. 2005. V. 277. № 1-2. P. 163-174.

38. Meychik N., Nikolaeva Y., Kushunina M., Yermakov I. Are the carboxyl groups of pectin polymers the only metal-binding sites in plant cell walls? // Plant and Soil. 2014. Т. 381. № 1-2. С. 25-34

39. Mossop K.F., Davidson C. M., Ure A. M., Shand C. A., Hillier S. J. Effect of EDTA on the fractionation and uptake by Taraxacum officinale of potentially toxic elements in soil from former chemical manufacturing sites// Plant and Soil. 2009. V. 320. P.117-129.

40. Panfili F., Schneider A., Vives A., Perrot F., Hubert P., Pellerin S. Cadmium uptake by durum wheat in presence of citrate // Plant and Soil. 2009. V.316. P.299-309.

41. Redjala T., Sterckeman T., Skiker S., Echevarria G. Contribution of apoplast and symplast to short term nickel uptake by corn and Leptoplax emarginata roots. Environmental and Experimental Botany. 2010. V. 68. P.99-106.

42. Ridley B.L., O’Neill M.A., Mohnen D. Pectins: structure, biosynthesis and oligogalaturonide-related signaling // Phytochemistry. 2001. V.57. P.929-967

43. Sattelmacher B. The apoplast and its significance for plant mineral nutrition // New Phytologist. 2001. V. 149. P.167-192.

44. Saulnier L., Thibault J.-F. Ferulic acid and diferulic acids as components of sugar-beet pectins and maize bran heteroxylans // J. Sci. Food Agric. 1999. V.79. № 3. P. 396-402.

45. Schaider L.A, Parker D.R, Sedlak D.L. Uptake of EDTA complexed Pb, Cd and Fe by solution- and sand-cultured Brassica juncea // Plant and Soil. 2006. V. 286. P. 377-391.

46. Starrach N., Flach D., Mayer W.E. Activity of fixed negative charges of isolated extensor cell walls of the laminar pulvinus of primary leaves of Phaseolus II J. Plant Physiol. 1985. V. 120. P.441-455.

47. Steudle E., Peterson C.A. How does water get through roots? // J. Exp. Bot. 1998. V. 49. P.775-788.

48. Tester M., Davenport R. Na+ tolerance and Na+ transport in higher plants // Annals of Botany. 2003. V.91. P.503-527.

49. Wallace G., Fry S. C. Phenolic components of the plant cell wall // Int. Rev. Cyt. 1994. V. 151. P. 229-267.

опубликовано - декабрь 2014 г.

 

Modern problems of mineral nutrition of plants (physico-chemical approach)

The research is devoted to detection of the main regularities of ion-exchange and diffusive processes in root apoplast of plants from different systematic groups, and to definition of a functional role of the ion-exchange mechanism in absorption of mineral elements and the water balance of plants at normal and extreme conditions of growth. The methodology of a estimation of ion-exchange and diffusive properties of plant root cell walls is developed, and on this basis the complex comparative and physiological research of correlation between the physical and chemical properties of cell walls and processes of the organization of ionic and water streams in an apoplasta is conducted. It was shown, that the ion exchange properties of the cell wall depends on the species, age, plant physiological state and growing conditions, and that the volume of the cell wall polymer matrix that is associated with their hydraulic conductivity, depends on pH and ionic conditions in the environment and in the extracellular compartment. The concept of dependence of mineral elements uptake and water uptake by plants from physical and chemical properties of cell wall polymeric matrix is proved. 

Key words: cell wall; apoplast; root; diffusion of ions across the cell wall; mineral nutrition of plants.

 

Об авторах

Мейчик Наталия Робертовна - Meychik Nataly R.

кандидат химических наук, доктор биологических наук
ведущий научный сотрудник ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет им.М.В.Ломоносова», Москва, Россия (Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia), Биологический факультет, кафедра физиологии растений

meychik@mail.ru

Ермаков Игорь Павлович - Yermakov Igor P.

доктор биологических наук
профессор ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет им.М.В.Ломоносова», Москва, Россия (Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia), Биологический факультет, кафедра физиологии растений

ipy@1.plantphys.bio.msu.ru

 

 

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

 

К другим статьям Международной конференции «Экологическая физиология водных фототрофов: распространение, запасы, химический состав и использование». III Сабининские чтения.

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта








ГЛАВНАЯ

НОВОСТИ

О ЖУРНАЛЕ

АВТОРАМ

17 номеров журнала

ENGLISH SUMMARY

ОБЗОРЫ И СТАТЬИ

ТЕМАТИЧЕСКИЕ РАЗДЕЛЫ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ
МАТЕРИАЛЫ


АКВАРИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
И  ИХ  СОДЕРЖАНИЕ


КОНФЕРЕНЦИИ

АЛЬГОЛОГИЧЕСКИЙ СЕМИНАР

СТУДЕНЧЕСКИЕ РАБОТЫ

АВТОРЕФЕРАТЫ

РЕЦЕНЗИИ


ПРИЛОЖЕНИЕ к журналу:


ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ОПРЕДЕЛИТЕЛИ И МОНОГРАФИИ

ОТЕЧЕСТВЕННАЯ АЛЬГОЛОГИЯ
СЕГОДНЯ


ИСТОРИЯ АЛЬГОЛОГИИ

КЛАССИКА
ОТЕЧЕСТВЕННОЙ АЛЬГОЛОГИИ


ПУБЛИКАЦИИ ПРОШЛЫХ ЛЕТ

ВЕДУЩИЕ АЛЬГОЛОГИЧЕСКИЕ
ЦЕНТРЫ


СЕКЦИЯ  АЛЬГОЛОГИИ  МОИП

НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ РАЗДЕЛ

СЛОВАРИ И ТЕРМИНЫ



НАШИ ПАРТНЕРЫ


ПРЕМИИ

КОНТАКТЫ

Новые публикации



Карта сайта






Рассылки Subscribe.Ru
Журнал "Вопросы современной альгологии"
Подписаться письмом


Облако тегов:
микроводоросли    макроводоросли    пресноводные    морские    симбиотические_водоросли    почвенные    Desmidiales(отд.Сharophyta)    Chlorophyta    Rhodophyta    Conjugatophyceae(Zygnematophyceae)    Phaeophyceae    Диатомеи     Dinophyta    Prymnesiophyta_(Haptophyta)    Cyanophyta    Charophyceae    бентос    планктон    перифитон    кокколитофориды    Экология    Систематика    Флора_и_География    Культивирование    Химический_состав    Минеральное_питание    Ультраструктура    Загрязнение    Биоиндикация    Размножение    Морфогенез    Морфология_и_Морфометрия    Физиология    Морские_травы    Использование    ОПРЕДЕЛИТЕЛИ    Фотосинтез    Фитоценология    Черное_море    Белое_море    Баренцево_море    Карское_море    Дальний_Восток    Азовское_море    Каспийское_море    Чукотское_море    КОНФЕРЕНЦИИ    ПЕРСОНАЛИИ    ИСТОРИЯ    РЕЦЕНЗИЯ    Биотехнология    Динамические_модели    Экстремальные_экосистемы    Ископаемые_водоросли    Сезонные_изменения    Биоразнообразие    Аральское_море    первичная_продукция    Байкал    молекулярно-генетический_анализ    

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147