Способ обратимого образования путей пассивного транспорта анионов хлора в мембранах корневых клеток растения TRIaNea воGотеNSIS каRSт Советский патент 1989 года по МПК G01N33/48 

Изобретение относится к физиологии растений и растениеводству, а именно к способам изменения избирательной проницаемости мембран растительных клеток, необходимым в первую очередь для регулирования минерального питания растений, а также дпя фундаментальных исследований молекулярных механизмов, лежащий на основе поглощения и транспорта ионов в растительных клетках.

Целью изобретеш1Я является регулирование пассивной анионной проницаемости (ПАП) биологических мембран.

Способ осуществляется еледущим образом.

Пример 1, В качестве объекта используют водное растление Trianea bogotensis Karat, имеющее крупные корневые волоски, удобные как для излучения процессов сорбции и десорбции элементов минерального питания, так и для длительных микроэлектродных измерений . Выход анионов в инкубаци- онную Ьреду определяют потенциомет- рическим титрованием. На каждые 100м инкубационной среды приходится около 1 г сырой массы корней. Мембранный потенциал (Е) и мембранное сопротивление (R,) плазмалеммы измеря- ют с помощью стандартной микроэлектродной техники. Раствор полиенового антибиотика амфотерицина 5 (АБ) в ди- метилсульфоксиде в концентрации 3-10 (молекулярный вес АБ составляет

1000 дальтон) вводят в инкубационную среду 0,25 нормы раствора Хогланда- Арнона 1, имеющую в своем составе 10 мкМ ионов хлора, и доводят до одной из конечных концентраций АБ, ле- жащей в пределах 2 «10 -10 М.

Через 15-20 мин после введения АБ в и куЗЪционную среду регистрируют заметное увеличение значений , R и деполяризации плазмалеммы (,) , ДОС- тигающих своих максимальных стационарных величин за 80 мин,

В таблице приведена зависимость а ., Н и ДЕ корневь1х клеток высшего водного расте ия Trianea bogotensis от концентрации AJ3.

Изменения приведенных в таблице параметров происходят, вследствие увеличения пассивной анионной проницаемости (ПАП), обусловленной обра- зованием АБ новых путей дня пассивного транспорта анионов в плазмалем- ме. Однозначно свидетельствует об этом деполяризация плазмалеммы, ко- Т орую вызывает АБ с самих низких уровней Е , задаваемых лишь пассивной диффузионной проницаемостью (при абсолютной величине Е 100 мВ клетка находится в равновесии со средой)

Действие АБ обратимо, но легко отмывается из исследуемого материала, при этом регистрируемые электрические характеристики плазмалеммы обра- j4araTcH к исходным значениям, а выход ионов хлора прекращается, Концентрация АБ менее 2 10 М не вызывает изме нений, а концентрация АБ более 10 М

Q 0

5

д

0

вызывает необратимое увеличение , R .. и ДЕ„, плазмалемьы корневых волосков Trianea bogotensis (таблица).

Пример 2, В качестве объекта используют 2-недельные проростки водной культуры пшеницы, выращенной на питательной среде 0,25 нормы раствора Хоглана-Арнона 1. Внесение АБ и регистрацию изменения . проводят как в примере 1, В тех же пределах концентраций АБ обратимо увеличивает ПАП плазмалеммы клеток корней. При добавлении в инкубационную среду 5 ж х10 М АБ увеличивается до максимального стационарного уровня 85+. ±6 мкМ.

Пример 3. В качестве объекта используют А-недельные проростки водной культуры тыквы, выращенные на питательной среде 0,25 нормы раствора Хогланда-Арнона 1. Внесение АБ и регистрацию изменения проводят как в примере 1, В тех же пределах концентраций АБ обратимо увеличивает ПАП плазмалеммы корневых клеток. При добавлении в инкубационную среду 5 10 М АБ алр увеличивается до максимального стационарного уровня 68 ± 5 мкМ.

Пример4. В качестве объекта используют водную культуру toMaTa в фазе плодоношения, выращенную на питательной среде 0,25 нормы раствора Хогланда-Арнона 1. Внесение АБ и регистрацию изменения a(J проводят как в примере 1. В тех же пределах концентраций АБ обратимо увеличивает ПАП плазмалеммы корневых клеток. При добавлении в инкубационную среду 5 хЮ М АЁI увеличивается до максимального стационарного уровня А1±5 мкМ.

Формула изобретения

Способ обратимого образования путей пассивного .транспорта анионов хлора в мембранах корневых клеток растения Trianea bogotensis Karst, заключающийся в введении и Trianea bogotensis Karst в инкубационную среду, содержащую амфотерицин Б, причем его концентрации 2 достигается повьппе- ние транспорта анионов хлора, а при концентрации ниже достигается восстановление исходной величины транспорта анионов хлора,

Параметр

I Концентрация АБ

Изобретение относится к физиологии растений и растениеводству, в частности к способам избирательного регулирования проницаемости мембран растительных клеток, необходимым в первую очередь для регулирования минерального питания растений, а также для фундаментальных исследований молекулярных механизмов, лежащих в основе поглощения и транспорта ионов в растительных клетках. С целью регулирования пассивной анионной проницаемости плазмалеммы растительных клеток в питательную среду, смывающую корни исследованных водных культур интактных высших растений TRIANEA BOGOTENSIS KARST, пшеницы, тыквы, томата, вводят полиеновый антибиотик амфотерицин Б в одной из конечных концентраций, лежащей в пределах 2^.10^-7-10^-5 М, и по изменению активности анионов хлора в питательной среде, регистрируемому анион-селективными микроэлектродом (потенциометрическое титрование), судят об увеличении трансмембранного переноса анионов. Параллельная регистрация изменений электрических параметров плазмалеммы, а именно трансмембранной разности потенциалов и электрического сопротивления, свидетельствует об образовании амфотерицином Б дополнительных токопроводящих комплексов, увеличивающих скорость именно пассивного транспорта анионов через плазмалемму. Действие амфотерицина Б обратно. При однократном отмывании его из исследуемого материала трансмембранный перенос анионов и электрические характеристики плазмалеммы обращаются к исходным уровням.

О I 5-10 JS.IO JIO I . , нкМ 10 10

кМ 10 1028+4

RM . 0,53 ЛЕ, ..MB 0020

10

-т

73±6 86+6

0,38 0,29 0,67

4358О