Полярная сократимость клеток мезофилла листа Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

5. Боос Г.В. Биологические и агротехнические особенности капусты белокочанной / Г.В. Боос, Т.И. Джохадзе // Картофель и овощи. — 1985. — № 6. — С. 10-12.

6. Шишов А.Д. Влияние новых защитно-

стимулирующих фиторегуляторов на фи-зиолого-биохимические показатели белокочанной капусты / А.Д. Шишов, С.В. Кис / / Ученые записки ИСХ и ПР НовГУ. — Великий Новгород, 2005. —

Т. 13. — Вып. 1. — С. 47-54.

7. Потапов Н.А. Проблема фотопериодизма овощных культур в Сибири /

Н.А. Потапов / / Адаптивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Сибири. — Новосибирск: ЗАО «Но-вополиграф-центр», 2007. — С. 7-20.

8. Эмерих Ф.Д. Теория и практика применения регуляторов роста на овощных культурах / Ф.Д. Эмерих. — Л.: Изд-во ЛСХИ, 1984. — 85 с.

+ + +

УДК 581.17:581.143.27 Л.В. Фомин

ПОЛЯРНАЯ СОКРАТИМОСТЬ КЛЕТОК МЕЗОФИЛЛА ЛИСТА

Ключевые слова: растение, лист, мезофилл, клетка, клеточная оболочка, длина, диаметр, площадь поверхности, сократимость, полярность.

Введение

Полярность растения — основа его жизнедеятельности. Именно благодаря полярности осуществляется активное его взаимодействие с окружающей средой, построение и накопление растительной массы за счет энергии (элементов питания) почвы и атмосферы, то есть за счет их обеднения, энтропийности, что проявляется в земледелии необходимостью внесения органических и минеральных удобрений. В конечном итоге все мероприятия по обеспечению высоких урожаев в растениеводстве сводятся к созданию и поддержанию на оптимальном уровне соответствия полярности растения и взаимодействия его с внешней средой.

Полярность растения отражена во внешней его форме, на физиологоанатомическом уровне изучена как ярус-ность стебля, листьев [1]. Принято считать, что полярность растения обусловлена полярностью составляющих его клеток. Однако данные полярности клеток высших растений в литературе чаще всего описываются теоретически.

В задачу исследования входило выявление полярности паренхимных клеток растения.

Объекты и методика

Изучение проводилось на многих видах древесных и травянистых растений различных регионов страны на живых клетках мезофилла листа под микроскопом. Делались промеры клеток (30 клеток в трехкратной повторности) в полном тургорном и бестургорном состоянии (начало плазмолиза). Подбирался плазмолитик (сахароза) изотонической концентрации. Промерялись длина всей клетки и ее части с меньшим диаметром до ядра, а также диаметр в 3-5 местах по длине клетки. Затем делались расчеты сократимости клетки (в %) в длину и в диаметре, площади поверхности противоположных частей клетки, то есть ее эластичности.

Результаты и обсуждения

Было установлено, что ядро располагается в зоне полярности клетки, то есть в зоне, которая разграничивает протопласт (клетку) на две полярно физиологобиохимических части. В работе приводятся данные по сократимости клеток мезофилла листа на примере яблони «Золотая ранняя».

Результаты представлены в таблицах 1, 2.

24

Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 6 (56), 2009

Таблица 1

Сократимость длины (I., I) и диаметра (Д) клеток мезофилла листа последовательно от конца с меньшим диаметром у яблони «Золотая ранняя», %

Ряд клеток от верхнего эпидермиса* Длина Диаметр

всей клетки, L її |2 Д1 Д2 Д3 со Д4 Д5

1 7,68 3,61 11,13 2,43 2,08 5,86 3,35 5,24

2 5,86 3,29 8,04 3,42 4,57 4,87 3,12 5,74

3 6,78 5,40 7,92 1,00 - 1,81 2,42 3,02

4 4,23 1,05 6,78 2,13 - 0 - 5,19

5 5,09 2,05 7,81 6,94 - 3,27 - 5,69

6 8,19 3,59 12,20 12,69 - 14,68 - 13,47

1, 2, 3 — верхняя палисадная паренхима; 4 — губчатая, рыхлая; 5 — нижняя палисадная; 6 — клетки против устьиц.

Таблица 2

Сократимость площади поверхности (П П) клеточной оболочки (в 10 мкм2) в противоположных частях клетки и их отношение

Ряд клеток от верхнего эпидермиса Вся клетка П П Часть с меньшим диаметром П П 1 Часть с большим диаметром П П 2 Отношение П П2/П П1

1 12,07 7,37 15,86 2,15

2 10,50 7,33 13,02 1,78

3 8,74 6,63 10,22 1,54

4 9,71 1,74 14,52 8,34

5 10,24 7,63 12,20 1,60

6 21,18 16,75 24,33 1,45

В таблицах 1, 2 четко выражена закономерность: идет увеличение сократимости в длину, в диаметре и площади поверхности клеточной оболочки от конца с меньшим к концу с большим диаметром. Так, у клеток 1-го ряда палисадной паренхимы (под верхним эпидермисом) сократимость части клетки с большим диаметром в 3 раза превышает сократимость части клетки с меньшим диаметром (3,6; 11,1), а различие в сократимости диаметра увеличивается более чем в 2 раза (2,4; 5,2). Кроме того, установлена ярусность сократимости в пределах листовой пластинки, что проявляется в уменьшении сократимости от клеток верхнего эпидермиса к нижнему (к губчатой паренхиме) с увеличением сократимости к клеткам палисадной паренхимы у нижнего эпидермиса. Более высокой сократимостью характеризуются клетки против устьиц.

Различие в сократимости длины и диаметра клетки связано с сократимостью клеточной оболочки. Как показывают данные таблицы 2, сократимость поверхности клеточной оболочки части клетки с меньшим и большим диаметром различаются в 1,5-2 раза. Особенно велико это различие у клеток губчатой паренхимы (в 8 раз).

Различие в сократимости противоположных частей клетки было установлено у всех изученных растений и зависит от вида растения, степени обеспеченности водой и

других факторов внешней среды. Следует сказать, что полярная сократимость клеточной оболочки и клетки в целом может быть обусловлена только полярной направленностью метаболических процессов протопласта, то есть является производным полярности его жизнедеятельности. Так известна полярность движения ростовых веществ по клеткам [2]. С полярной сократимостью клеток мезофилла листа В.Н. Жолкевич связывает одностороннее движение воды в клетке и по системе клеток при пульсационном режиме под действием сократительных белков [3].

Заключение

Установлена полярная сократимость клеточной оболочки и протопласта. Сократимость площади поверхности клеточной оболочки в противоположных частях клетки различается в 1,5-2 раза. Полярность сократимости клетки — фактор одностороннего движения воды в клетке и системы клеток.

Библиографический список

1. Либберт Э. Физиология растений / Э. Либберт. — М.: Мир, 1976. — 58 с.

2. Полевой В.В. Роль ауксина в системах регуляции растений / В.В. Полевой. — Л.: Наука, 1986. — 76 с.

3. Жолкевич В.Н. Водный обмен растений / В.Н. Жолкевич, Н.А. Гусев, А.В. Капля и др. — М.: Наука, 1989. — 256 с.

Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 6 (56), 2009

25