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.