Потенциал изменения
Вариационный потенциал ( ВП ) (также называемый потенциалом медленной волны ) представляет собой гидравлически распространяющийся электрический сигнал, возникающий исключительно в растительных клетках . Это один из трех сигналов, распространяющихся в растениях, два других — это потенциал действия (AP) и раневой потенциал (WP) (также уникальный для растений). [1] Вариационные потенциалы ответственны за индукцию многих физиологических процессов и являются механизмом систематических реакций растений на локальные повреждения. Они вызывают изменения в экспрессии генов; [2] производство абсцизовой кислоты , жасмоновой кислоты и этилена ; [3] [4] [5] временное снижение фотосинтеза ; [6] и увеличивается частота дыхания. [7] Потенциал вариаций широко продемонстрирован у сосудистых растений . [8]
Вариационный потенциал, как и потенциал действия, представляет собой временное изменение мембранного потенциала растительной клетки путем деполяризации и последующей реполяризации. Однако он отличается более медленной, отсроченной фазой реполяризации, изменчивостью формы и амплитуды, а также уменьшением скорости по мере удаления от начальной точки. [9] Вариационные потенциалы могут возникнуть только в том случае, если давление в ксилеме нарушается и сопровождается увеличением давления в ксилеме. [10] Кроме того, он использует сосудистые пучки для реализации системного потенциала всего растения. [1]
Вариационные потенциалы отличаются от потенциалов действия по причине их стимуляции. Деполяризация возникает в результате увеличения тургорного давления растительных клеток из-за волны гидравлического давления, которая движется через ксилему после таких событий, как дождь, эмболия, изгиб, местные раны, иссечение органов и локальные ожоги. В отличие от потенциалов действия, вариационные потенциалы — это не все или ничего.
Деполяризация вариационного потенциала определяется разницей давлений между атмосферой и нетронутыми недрами растения. Однако было показано, что вариационные потенциалы могут быть подавлены высокой влажностью и продолжительной темнотой. Предполагается, что ионный механизм включает кратковременное отключение Н+-АТФазы Р-типа в плазматической мембране .
Распространение потенциала вариации осуществляется гидравлически за счет движения с быстрым увеличением давления, которое устанавливает осевой градиент давления в ксилеме. Этот градиент с расстоянием трансформируется в увеличивающуюся лаг-фазу вызванной давлением деполяризации в эпидермальных клетках. Это обеспечивает связь между листом и стеблем, которые могут двигаться в обоих направлениях вдоль оси растения.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Стальберг Р., Роберт Э., Клеланд Р.Э., ван Волкенбург Э. (2006)Потенциалы медленной волны — распространяющийся электрический сигнал, уникальный для высших растений.
- ^ Станкович Б., Дэвис Э. (1996) Как потенциалы действия, так и вариационные потенциалы индуцируют экспрессию генов ингибиторов протеиназ в томатах. Письмо ФЕБС 390: 275–279.
- ^ Дзюбинска Х., Филек М., Косельняк Дж., Требач К. (2003) Вариации и потенциалы действия, вызванные термическими стимулами, сопровождают усиление выделения этилена в отдаленных нестимулированных листьях проростков Vicia fabaminor. J Plant Physiol 160:1203–1210.
- ^ Фисан Дж., Херде О., Уиллмицер Л., Пена-Кортес Х (2004) Анализ временного увеличения цитозольного Ca2? во время потенциала действия высших растений с высоким временным разрешением: потребность в Ca2? переходные процессы для индукции биосинтеза жасмоновой кислоты и экспрессии гена PINII. Физиология растительных клеток 45: 456–459.
- ^ Главачкова В, Кршнак П, Науш Дж, Новак О, Спундова М, Стрнад М (2006)Электрические и химические сигналы, участвующие в кратковременных системных фотосинтетических реакциях табачных растений на локальное сжигание. Планта 225: 235–244.
- ^ Козиолек С., Грамс TEE, Шрайбер У., Матиссек Р., Фромм Дж. (2003) Временное отключение фотосинтеза, опосредованное электрическими сигналами. Новый Фитол 161:715–722.
- ^ Филек М., Косельняк Дж. (1997) Влияние повреждения корней высокой температурой на скорость дыхания побега и распространение электрического сигнала у сеянцев конской фасоли (Vicia faba L.minor). Plant Sci 123:39–46.
- ^ «Фильтры результатов». Национальный центр биотехнологической информации. Национальная медицинская библиотека США, веб-сайт. 10 июня 2016 г.
- ^ Дэвис Э. (2006)Электрические сигналы в растениях: факты и гипотезы. В: Волков А.Г. (ред.) Электрофизиология растений. Теория и методы, Springer-Verlag, Берлин, стр. 407–422.
- ^ Штальберг, Р.; Косгроув, диджей (1995). «Сравнение электрической реакции и реакции роста на удаление проростков огурца и гороха. II. Эффекты на большие расстояния вызваны сбросом давления ксилемы». Растение, клетка и окружающая среда . 18 (1): 33–41. дои : 10.1111/j.1365-3040.1995.tb00541.x . ISSN 1365-3040 . ПМИД 11541062 .