МЕЖКЛЕТОЧНЫЙ ПЕРЕНОС ВОДЫ И ИОНОВ ПО ПЛАЗМОДЕСМАМ В РАСТИТЕЛЬНЫХ ТКАНЯХ. РЕАКЦИЯ НА ДИНИТРОФЕНОЛ И НИСТАТИН

Великанов Г. А., Ценцевицкий А. Н.
Казанский институт биохимии и биофизики КНЦ РАН, 420503 Казань
Объектом исследования-были корни 6-дневных проростков пшеницы Московская-35. Эффективный коэффициент самодиффузии (КСД) молекул воды в направлении по радиусу корня определяли методам ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля путем снятия зависимости относительной амплитуды стимулированного эха от времени наблюдения (Д) при Д>300 мсек, когда релаксационное затухание намагниченности становится одноэкспоненциальным. Об изменениях водопроницаемости плазмодесм под влиянием динитрофенола (ДНФ) или нистатина судили по изменению КСД в присутствии в апопласте корня не проникающих в клетку парамагнитных ионов марганца. В такой ситуации "наблюдаемый" диффузионный пробег молекул воды локализуется в пределах симпласта, а регистрируемый КСД оказывается зависимым от водопроницаемости плазмодесм. В параллельных опытах одноэлектродным методом фиксации тока при цитоплазматической локализации кончика микроэлектрода регистрировали мембранный потенциал (МП) и входное электрическое сопротивление (Rвх) эпидермальных клеток корня. Последнее складывается из параллельно включенных сопротивления мембраны (Rм) и входного сопротивления симпласта, т.е. сопротивления растеканию тока через плазмодесмы. КСД регистрировали как в присутствии, так и в отсутствие парамагнетика в апопласте корня. Сделано заключение, что ДНФ увеличивает сопротивление межклеточному переносу воды и ионов по плазмодесмам за счет уменьшения их апертуры. Обсуждается роль энергетического обеспечения актомиозинового сфинктера в таком уменьшении апертуры транспортных каналов в плазмодесмах. Нистатин (10-4 М) увеличивает Rвx при одновременном уменьшении Rm, что свидетельствует о доминирующем увеличении электрического сопротивления плазмодесм в результате действия этого антибиотика. Водопроницаемость плазмодесм при этом не изменялась. Предполагается, что нистатин оказывает влияние на состояние двойного электрического слоя в каналах плазмодесм (за счет воздействия на ионный гомеостаз клеток), не изменяя их апертуру. Это подтверждают наши опыты по прямому определению КСД воды внутри вакуолярного и цитоплазматического симпластов, осуществленному путем анализа неэкспоненциальной формы диффузионного затухания эха. В этом случае остаются фиксированными временные интервалы между радиочастотными импульсами и выявляется "гетерогенность" КСД. Два КСД, получившиеся в результате разложения диффузионного затухания на экспоненты, несут информацию о водопроницаемости двух транспортных каналов в плазмодесмах. Разницы с контрольным (без нистатина) вариантом опыта не было выявлено.