ЯМР-ИЗМЕРЕНИЯ САМОДИФФУЗИИ ВОДЫ В РАСТИТЕЛЬНЫХ ТКАНЯХ ПРИ ДЕЙСТВИИ ЦИТОХАЛАЗИНА Б ПОСЛЕ ВОДНОГО СТРЕССА
Волобуева О. В., Хохлова Л. П., Великанов Г. А., Опанасюк О. А., Скирда В. Д., Ганиева Г. Р.
Казанский государственный университет, 420008 Казань;
Импульсным методом ЯМР
исследовали динамику радиального транспорта воды в корнях 5 -
6-дневных проростков трех отличающихся по устойчивости генотипов
озимой пшеницы - Безостая 1 (малоустойчивый), Мироновская
808 (среднеустойчивый) и Альбидум 115 (высокоустойчивый) при действии
ингибитора полимеризации актиновых филаментов цитоскелета -
цитохалазина Б (ЦХ) на фоне нарастающего обезвоживания. Водный
стресс создавали при экспозиции корней (2,5 ч) в растворах индифферентного
осмотика ПЭГ-6000 (12, 20 и 30%), создающие соответственно слабый,
средний и сильный водный стресс. Используя ЯМР-диффузометр (60
МГц), были получены диффузионные затухания (ДЗ) намагниченности
сигнала спинового эха, форма которых имела неэкспоненциальный
характер. Последовательное компьютерное вычитание экспонент привело
к разделению ДЗ на три компоненты. При модификации проницаемости
мембран клеток пипольфеном (10 мМ, 30 мин), а также при внедрении
в апопласт корня ионов Mn2+ установлено, что не распределение
клеток по размерам, а наличие трех различных по подвижности фракций
воды является причиной появления трех коэффициентов самодиффузии.
Ввиду трубчатого строения плазмодесм, по внутреннему кольцу которых
осуществляются вакуолярные, а по наружному - цитоплазматические
потоки воды, нами была объяснена природа этих коэффициентов. D3
характеризует самодиффузию воды в системе вакуолярного симпласта
и апопласта корня, D2 - в системе цитоплазматического
симпласта, и D1 - самодиффузию гидратной
воды и/или воды органоидов. Самодиффузия воды отличалась слабой
реактивностью у малоустойчивого сорта (Безостая 1) по сравнению
с двумя другими сортами. У Мироновской 808 уменьшение D3
происходило после слабого обезвоживания, а у Альбидум 114 -
после среднего. Одновременно у этих сортов наблюдали повышение
D2 относительно бесстрессовых условий. Предполагается,
что уменьшение проницаемости центральной трубки плазмодесм (закрывание)
у среднеустойчивого сорта происходит раньше (после слабого стресса),
чем у более устойчивого (после сильного). В бесстрессовых условиях
ЦХ (5 мкМ, 30 мин) приводил также к увеличению D2.
Противоположные изменения D2 и D3
под действием ингибитора, проявившиеся в увеличении D2
и уменьшении D3, зарегистрированы
у Мироновской 808 после среднего стресса, у Альбидум 114 -
после сильного. По-видимому, индуцированное ЦХ возрастание D2
может быть следствием увеличения просвета цитоплазматического
кольца в результате деструкции акто-миозиновых сфинктеров плазмодесм.
Водный стресс усиливал действие ЦХ на водопроводимость плазмодесм,
что свидетельствует о синергизме действия этих двух факторов.
Таким образом, разрушение акто-миозинового сфинктера, с одной
стороны, и падение тургора центральной трубки плазмодесм в результате
обезвоживания, с другой, могут оказывать на функциональное состояние
плазмодесм аддитивное влияние, степень которого является генотипически
обусловленным.