Корневой чехлик

Учебные материалы по биологии / Транспорт и распределение тяжелых металлов и поливалентных катионов в высших растениях / Корневой чехлик

Из отслоившихся клеток корневого чехлика образуется слизь, которая может играть роль своеобразного аккумулятора для тех ионов металлов, физико-химические свойства которых определяют их высокое сродство к функциональным группам биополимеров, входящих в состав слизи. Так как в составе слизи преобладают углеводы, то наиболее важными функциональным группами являются карбоксильные и гидроксильные. Наиболее высоким сродством к этим группам облают ионы Pb. Другие катионы тяжелых металлов по уменьшению сродства к уроновым кислотам слизи располагаются в следующем порядке: Pb2+>Cu2+>Cd2+>Zn2+. Понятно, что чем прочнее ионы металлов связываются со слизью, тем медленнее они поступают в корень. Действительно, Pb прочно связывается с материалом слизи и его содержание в клетках ризодермы ниже. Sr связывается с материалом слизи значительно слабее, чем обусловлены его высокая мобильность и быстрое поступление в корень [5, 7, 9].

Поступая в клетки корневого чехлика, тяжелые металлы и Sr распределяются в них достаточно равномерно, если не считать меньшего накопления металлов в клетках центральной зоны чехлика (колумеллы). Ni накапливается преимущественно в протопластах, тогда как остальные изученные металлы - в апопласте.

Распределение тяжелых металлов и Sr по клеткам чехлика может существенно изменяться в зависимости от присутствия других ионов. Так, в присутствии Cа, Pb и Sr были обнаружены только в поверхностных клетках чехлика, а содержание Ni во всех клетках чехлика было существенно ниже, чем в отсутствие Са, что может быть связано с конкуренцией за общие места связывания при поступлении ионов в корень и при их транспорте. Наиболее выражено явление конкуренции у тех металлов, транспорт которых происходит, главным образом, по апопласту (Pb, Sr), так как Са транспортируется преимущественно по оболочкам и играет важнейшую роль в образовании сшивок между молекулами полигалактуроновой кислоты в клеточных оболочках. Влияние Са на содержание металлов в клетках чехлика сильно зависит от его концентрации в среде и от вида растения [9, 10].