Транспорт органических анионов в клетках корня и его роль в процессах клеточной сигнализации у высших растений

The organic anion balance is critical for metabolic, bioenergetic, and electrochemical processes in plant cells, controlling the quality and quantity of yield and plant stress resistance. Nevertheless, the redistribution and membrane transport of these substances in plant tissues have not been investigated in detail. The mechanism of passive anion efflux from a plant cell through the ion channels has not been established so far. Here, using the patch-clamp technique, we have characterized the ion channel-mediated conductances of ascorbate, malate, gluconate, citrate, fumarate, and pronionate in the root cells of Arabidopsis thaliana, Triticum aestivum, and Helianthus annuus. These conductances showed high permeability to ascorbate, malate, and citrate, as well as low permeability to fumarate, propionate, and gluconate. Anion channel conductances of root cells showed rapid activation kinetics and low potential dependence. They were also inhibited by 9-anthracenecarboxylic acid, suggesting that they belong to the ALMT family of anion channels found only in higher plants. Aequorin chemilu minometry was used to test the effect of organic anions on the Ca2+ signaling in root cells. Among four organic anions tested, only ascorbate induced a significant increase in the cytosolic Ca2+ activity at physiological levels (1 and 10 mM). This effect may underlie the previously unknown functions of exogenous ascorbate related to short- and long-distance signaling in higher plants.Обмен органических анионов имеет большое значение для метаболических, биоэнергетических и электрохимических процессов в растительной клетке, напрямую влияя на качественные и количественные показатели продуктивности, а также реакции стрессоустойчивости у высших растений. Тем не менее, процессы перераспределения и мембранного транспорта данных веществ в тканях растений пока исследованы крайне недостаточно, в частности, до сих пор не установлены механизмы выхода анионов из клетки так называемым пассивным путем, т. е. посредством ионных каналов. В настоящей работе с использованием метода локальной фиксации потенциала (Patch-Clamp) впервые выявлены и детально охарактеризованы анионные каналы клеток корня Arabidоpsis thaliаna, Triticum aestivum, Helianthus annuus, опосредующие выходящий поток важнейших органических анионов, таких как аскорбат, малат, глюконат, цитрат, фумарат и пропионат. Установлено, что данные транспортные системы обладают высокой проницаемостью для аскорбата, малата и цитрата, одновременно демонстрируя низкую проницаемость для фумарата, пропионата и глюконата. Анионные каналы клеток корня имеют быструю кинетику активации и низкую потенциал-зависимость, они также ингибируются 9-антраценкарбоновой кислотой, что указывает на их возможную принадлежность к семейству ионных каналов ALMT, которое существует только у высших растений. С использованием эквориновой хемилюминометрии протестировано воздействие органических анионов на процессы Са2+- сигнализации в корне, в результате чего показано, что аскорбат способен индуцировать повышение уровня цитоплазматической активности Са2+. Данный эффект может лежать в основе ранее неизвестных функций экзогенного аскорбата, связанных с обеспечением реакций ближней и дальней сигнализации у высших растений

El herrero

Na p. 4 consta 59 como número dentro dunha posible seri

Brassinosteroids as modulators of signaling, ion transport, growth and development in higher plants

Клеточная биология. Клеточные механизмы роста и развити

Brassinosteroids as modulators of signaling, ion transport, growth and development in higher plants

Клеточная биология. Клеточные механизмы роста и развити