Солевой стресс

1.

Солевой стресс

2.

Типы почвенного засоления
(в зависимости от содержания суммы
неорганических ионов в почве в расчете на
ее сухую массу):
•0,2 %, — незасоленные
•от 0,2 до 0,4 % — слабозасоленные
•от 0,4 до 0,7 % — среднезасоленные
•от 0,7 до 1,0% — сильнозасоленные
• свыше 1,0 % — солончаки

3.

Среди засоленных почв наиболее
известны
Солончаки -
формируются при засолении
почв степей, пустынь и
полупустынь в условиях
выпотного водного режима.
Соли поднимаются в верхние
почвенные горизонты
вследствие испарения воды с
поверхности
Солонцы - образуются в
условиях непромывного
водного режима при
значительном накоплении в
почвенном поглощающем
комплексе натрия,
поступающего из почвенного
раствора или грунтовых во,.
которое колеблется от 10-15%
до 70%.
Солончаки

4.

Галофиты (от греч. galos – соль, phyton –
растение) – растения, эволюционно
сформировавшиеся на засоленных почвах и
адаптированные к высоким концентрациям
солей в почвенном растворе
Гликофиты (греч. glycos – сладкий, phyton )
– растения, сформировавшиеся на
незасоленных почвах

5.

Гликофиты
•выдерживают лишь
слабое засоление
Среднее засоление
выдерживают:
Овес (Ovena cativa),
Рожь (Secale sereale)
Пшеница
Хлопчатник (Gossipium hirsutum)
Галофиты
•способны осуществлять
жизненный цикл на
сильнозасоленных почвах и
солончаках
Растения семейства Маревые
(Chenopodiaceae)
Солерос европейский
(Salicornia europaea)

6.

Галофиты делят на следующие
подгруппы:
• Эугалофиты (настоящие или соленакапливающие) – наиболее
солеустойчивые растения. Растут на влажных засоленных почвах: на
солончаках по морским побережьям и по берегам временных и
постоянных соленых озер. Проницаемость мембран для солей у них
повышена, и они накапливают соли до 10%. К ним относят солерос,
сведу
• Криногалофиты (солевыводящие галофиты) – благодаря хорошей
проницаемости мембран поглощают соли, но накапливают их внутри
ткани меньше, чем эугалофиты, т.к. способны выводить соли из клеток с
помощью секреторных железок на листьях и стеблях. В эту группу
входят кермек, тамарикс и др. В эту же группу входят галофиты с
мясистыми листьями – галосуккуленты. Эугалофиты и криногалофиты
– солянки
• Гликогалофиты (соленепроницаемые галофиты) – растут на менее
засоленных почвах, чем растения предыдущих групп. полыни и др.

7.

Способы защиты
от избытка солей
Избежание
засоления
Выведение
солей (солевые
железки,волоски)
Поглощение и
концентрирование
соли в вакуоли
Функционирование
при повышенных
концентрациях
солей
Ограничение
поглощения воды
Способы защиты растений от избытка солей (по Чирковой, 2002 г.)

8.

Строение солевой железки кермека

9.

Строение солевого волоска
лебеды

10.

ОТЛИЧИЯ ГАЛОФИТОВ ОТ
ГЛИКОФИТОВ НА КЛЕТОЧНОМ УРОВНЕ
Более высокая скорость биосинтеза осмолитов
Более высокий уровень аккумуляции осмолитов в
цитоплазме клеток
Белки экспортеры обладают более высокой
активностью (Na+/H+ -антипортер тонопласта)
Клетки обладают более эффективными системами
детоксикации веществ

11.

Эффекты на
клеточном
уровне:
Эффекты на
уровне целого
растения:
ПОВРЕЖДАЮЩЕЕ
ДЕЙСТВИЕ СОЛЕЙ
Осмотическое
действие солей
Подавление
роста растения
Токсическое
действие солей
Изменения
гормонального
статуса
Снижение
устьичной
проводимости

12.

АДАПТАЦИИ, ПРОТИВОДЕЙСТВУЮЩИЕ
ОСМОТИЧЕСКОМУ И ТОКСИЧЕСКОМУ
ДЕЙСТВИЮ СОЛЕЙ
Образование осмолитов:
•Пролин
•Глицин-беатин
•Маннитол
•Пинитол
•Полиамины спермидин и спермин
Образование протекторных белков

13.

ИОННОЕ ГОМЕОСТАТИРОВАНИЕ
ЦИТОПЛАЗМЫ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ
Водорастворимые,
мембраносвязанные и
рибосомальные белки
Halobacterium
характеризуются высоким
содержанием дикарбоновых
аминокислот.
Белок, активный в присутствии
высоких концентраций ионов натрия
Для поддержания структуры
таких белков необходимы
высокие концентрации ионов
Na+ или К+,
нейтрализующих
ионизованные карбоксильные
группы
При отсутствии ионов натрия белок неактивен
Кислые белки галофильных бактерий

14.

Потоки Na+ через плазмолемму и
тонопласт у морских водорослей
А- клетка
морской
микроводоросли,
лишенная
крупной
ценральной
вакуоли. Ионы
Na+ поступают
пассивно в
цитоплазму через
ионные каналы
плазмолеммы.
Транспорт ионов
наружуактивный.
Б- клетка с крупной
вакуолью. Ионы Na+
поступают пассивно
в цитоплазму как из
окружающей среды,
так и из вакуоли,
активный
транспорт
осуществляется
наружу
А
Б

15.

Транспортные белки плазматической
мембраны, вовлеченные в перенос Na+
и Сl- из наружной среды в цитоплазму:
Входные (inward rectifying) К+-каналы
Выходные (outward rectifying) К+-каналы
Потенциалнезависимые катионные VIC
(voltage-independent channel)-каналы
НКТ1-переносчик

16.

Экспорт Na+ и Сl- из цитоплазмы:
Экспорт Na+ из цитоплазмы в наружную среду
Транспортные белки
плазмалеммы и тонопласта,
вовлеченные в поглощение
и экспорт Сl- в клетках растений
Депонирование Na+ в вакуоли