Влияние засоления на ионный статус растений и ионообменные свойства полимерного матрикса клеточных стенок галофита и гликофита тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.12, кандидат биологических наук Николаева, Юлия Игоревна

• Николаева, Юлия Игоревна
• кандидат биологических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Николаева, Юлия Игоревна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Повреждающее действие солей

1.2 Влияние засоления на рост растений

1.3 Пути поступления натрия и хлорида в клетку

1.3.1 Са-зависимый путь поступления натрия 17 1.3.1.1 SOS-путь трансдукции сигнала, регулирующий Na+-, К+-гомеостаз

1.3.2 Са-независимый путь транспорта натрия

1.3.3 «Обходной» путь транспорта натрия

1.3.4 Белки плазматической мембраны, участвующие в транспорте хлорида

1.4 Роль натрия и хлорида в минеральном питании растений

1.5 Пути адаптации растений к условиям засоления

1.5.1 Клеточные механизмы адаптации

1.5.1.1 Механизмы ионного гомеостатирования цитоплазмы

1.5.1.1.1 Системы экспорта ионов натрия из цитоплазмы

1.5.1.1.2 Вакуолярная компартментация ионов натрия

1.5.1.1.3 Системы экспорта хлорид-ионов, локализованные в плазматичес- 36 кой мембране и тонопласте

1.5.1.1.4 Методы оценки компартментации ионов

1.5.1.2 Синтез осмолитов и защитных соединений

1.5.2 Механизмы адаптации на уровне целого растения 43 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1 Подготовка растительного материала к эксперименту

2.2 Выделение полимерного матрикса клеточных стенок

2.3 Микроскопическое исследование клеточной стенки

2.4 Определение качественного и количественного состава ионообменных групп 51 полимерного матрикса клеточных стенок

2.4.1 Метод потенциометрического титрования

2.4.2 Определение содержания аминогрупп в полимерном матриксе 56 клеточных стенок методом неводного титрования в уксусной кислоте

2.5 Определение ионообменной способности клеточных стенок при разной 57 концентрации хлористого натрия в растворе

2.6 Определение содержания воды в интактных тканях растений и весового коэффициента набухания полимерного матрикса клеточных стенок в воде и растворах

2.7 Элементный анализ

2.8 Определение эндогенного содержания ионов в растительных тканях

2.8.1 Определение хлорида

2.8.2 Комплексометрический метод определение кальция и магния

2.8.2.1 Определение кальция

2.8.2.2 Определение магния

2.9 Определение содержания пролина

2.10 Количественное определение белковых фракций 61 2.10.1 Получение водорастворимой фракции белков

2.10.2 Получение фракции белков, растворимых в щелочи

2.10.3 Получение спирторастворимой фракции белков 62 2.11 Определение белка методом Лоури

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1 Эндогенное содержание ионов в органах растений галофита и гликофита в 64 зависимости от уровня засоления

3.1.1 Влияние засоления на содержание ионов в тканях сведы

3.1.2 Содержание ионов в тканях шпината в зависимости от концентрации 68 NaCl в среде

3.1.3 Содержание белка, пролина и общего азота в органах галофита

3.1.4 Содержание белка, пролина и общего азота в тканях гликофита

3.1.5 Оводненность тканей галофита и гликофита

3.2 Количественный и качественный состав ионогенных групп полимерного 75 матрикса клеточных стенок галофита и гликофита

3.2.1 Ионообменная способность полимерного матрикса галофита

3.2.2 Зависимость ионообменной способности полимерного матрикса 82 клеточных стенок сведы от ионной силы внешнего раствора

3.2.3 Ионообменная способность полимерного матрикса гликофита

3.2.4 Влияние ионной силы внешнего раствора на ионообменную 91 способность полимерного матрикса клеточных стенок шпината

3.3 Набухание клеточных стенок в воде

3.3.1. Набухание в воде полимерного матрикса клеточных стенок галофита

3.3.2. Набухание полимерного матрикса клеточных стенок гликофита

3.3.3. Влияние рН и ионной силы внешнего раствора на набухание 95 полимерного матрикса клеточных стенок галофита

3.3.4. Зависимость набухания полимерного матрикса клеточных стенок 95 гликофита от рН и ионной силы внешнего раствора

Глава 4 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1 Эндогенное содержание ионов в тканях и их распределение между органами 102 растений в зависимости от концентрации NaCl в среде

4.2 Исследование ионообменных свойств полимерного матрикса клеточных стенок 116 галофита и гликофита

4.2.1 Ионогенные группы в полимерной структуре клеточных стенок

4.2.2 Набухание полимерного матрикса клеточных стенок 122 4.2.3. Поведение клеточных стенок при разных уровнях засоления внешней среды

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние засоления на ионный статус растений и ионообменные свойства полимерного матрикса клеточных стенок галофита и гликофита»

Актуальность проблемы. Выяснение механизмов адаптации растительных организмов к неблагоприятным факторам окружающей среды, в том числе к одному из главных абиотических стрессоров, засолению, - одно из основных направлений физиологии растений. На клеточном и молекулярном уровне интенсивно изучаются процессы, связанные с ответными реакциями растений на действие солевого стресса: изменения в экспрессии генов, метаболизме, физиологических функциях и гомеостазе.

Известно, что высокие концентрации NaCl в среде вызывают осмотический стресс и ионный дисбаланс, ограничивая рост и продуктивность растений. Водный дефицит, возникающий в условиях засоления, сказывается, прежде всего, на способности клеток к росту растяжением. Поддержание роста в этих условиях связано как с регуляцией водного и осмотического гомеостаза, так и с изменением свойств клеточных стенок растений (Cosgrove and Li, 1993). В последние годы значительный прогресс в изучении клеточных стенок на молекулярном уровне достигнут в результате исследования состава и свойств составляющих ее полисахаридов, структурных белков и ферментов. Однако на этом фоне существует мало работ, посвященных влиянию различных стрессоров на процессы, происходящие в этом внеклеточном компартменте. Наиболее изученными в этом отношении являются вопросы, связанные с взаимодействием клеточной стенки с патогенами. Показано, что внедрение патогена приводит к изменению активности ряда ферментов, сопровождается активацией синтеза структурных белков и лигнина, изменениями в соотношении фракций полисахаридов матрикса (Заботин и др., 1995, Горшкова, 1997). В то же время мало известно о том, какие изменения в клеточных стенках возникают под действием абиотических стрессоров, в частности, засоления. Сформулировано представление, что, клеточная стенка может являться источником сигналов для запуска ответных, защитных реакций растительного организма.

По современным представлениям, клеточная стенка - сложноорганизован-ная, многофункциональная система (Carpita and Gibeaut, 1993; Шарова, 2004).

Она представляет собой внешний компартмент растительной клетки, который первым контактирует с наружным раствором и модифицирует его состав за счет реакций обмена между ионообменными группами полимерного матрикса стенок и ионами среды, тем самым, регулируя поступление веществ внутрь клетки. Эффективность модификации внешнего раствора клеточными стенками определяется их ионообменными свойствами.

Исследованию особенностей функционирования клеточных стенок растений как природных ионообменников в условиях засоления посвящены немногочисленные публикации (Bigot and Binet, 1986). Практически нет работ, в которых ионообменная способность клеточных стенок оценивалась бы количественно. В литературе также отсутствуют сравнительные исследования такого плана, проведенные на.галофитах и гликофитах, что крайне важно для выявления роли клеточных стенок в механизмах солеустойчивости. В связи с этим цель данной диссертационной работы состояла в оценке ионного статуса растений и ионообменной способности полимерного матрикса клеточных стенок галофита Suaeda altissima (L.) Pall, и гликофита Spinacia oleracea L., и их возможного вклада в адаптацию растений к засолению.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Определить эндогенное содержание ионов (калия, натрия, хлорида) в тканях галофита и гликофита, выращенных на питательном растворе с разной концентрацией хлористого натрия.

2. Оценить влияние засоления на распределение ионов между органами (лист, корень) исследуемых растений.

3. Изучить качественный и количественный состав функциональных групп полимерного матрикса клеточных стенок галофита и гликофита и выявить изменения в нем в ответ на действие засоления.

4. Провести сравнительное исследование физико-химических свойств полимерного матрикса клеточных стенок S. altissima и S. oleracea:

• определить константы диссоциации функциональных групп, расположенных в полимерной структуре клеточных стенок и способных вступать в ионообменные реакции с внешней средой;

• определить коэффициенты набухания полимерного матрикса клеточных стенок при разных значениях рН и ионной силы внешнего раствора;

• оценить степень сшивки линейных цепей в полимерном матриксе клеточных стенок галофита и гликофита.

5. Установить возможный вклад ионообменного механизма связывания ионов полимерным матриксом клеточных стенок в их накопление в тканях, а также в адаптацию галофита и гликофита к засолению. Научная новизна работы. Впервые установлено, что в составе полимерного матрикса клеточных стенок галофита сведы и гликофита шпината содержатся четыре типа ионообменных групп, три из которых являются катионообменны-ми (карбоксильные группы полигалактуроновой и оксикоричных кислот, фе-нольные группы), и одна - анионообменной (аминогруппы). Впервые определены физико-химические параметры, количественно характеризующие ионообменные свойства и способность к набуханию полимерного матрикса клеточных стенок растений, различающихся по солеустойчивости. Определены интервалы рН, в которых функциональные группы матрикса ионизированы и способны вступать в обменные реакции с катионами и анионами внешней среды. На основании значений коэффициентов набухания клеточных стенок S. altissima и S. oleracea установлено, что степень сшивки полимеров клеточных стенок галофита значительно превышает этот показатель у гликофита. Впервые показано, что объем клеточных стенок S. altissima и S. oleracea не является постоянной величиной и зависит от ионных условий и рН внешнего раствора и апопласта.

Практическая значимость работы. Полученные в работе данные расширяют фундаментальные знания о роли клеточных стенок в адаптации растений к неблагоприятным факторам окружающей среды и могут быть включены в курсы лекций по минеральному питанию и стресс-устойчивости растений. Показано, что одной из ответных реакций галофита и гликофита на засоление являются изменения физико-химических свойств клеточных стенок. Полученные в работе физико-химические параметры (ASJ , Kcw) позволяют предсказывать изменения в ионном составе раствора у плазмалеммы на начальном этапе поглощения элементов минерального питания.

Апробация работы. Результаты исследования были представлены на II Международной научной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2001), на 13 конгрессе FESPP (Греция, 2002), V съезде общества физиологов растений и международной конференции «Физиология растений - основа биотехнологии» (Пенза, 2003), IV Международной научной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2005), XV International Plant Nutrition Colloquium «Plant nutrition for food security, human health and environmental protection» (Beijing, 2005). Публикации. Всего по материалам диссертации опубликовано 7 работ. Экспериментальные данные, представленные в диссертации, получены лично соискателем и опубликованы в соавторстве с руководителями и сотрудниками, работавшими совместно с автором.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 154 стр. машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов, списка цитированной литературы, включающего 95 наименования (из них 74 на иностранных языках), приложения. Работа содержит 14 таблиц и иллюстрирована 27 рисунками.

Заключение диссертации по теме «Физиология и биохимия растений», Николаева, Юлия Игоревна

выводы

1. У галофита сведы и у солеустойчивого гликофита шпината накопление основной массы ионов происходит в тканях надземных органов, что свидетельствует о высокой эффективности механизмов компартментации ионов у этих растений.

2. Ионообменные свойства полимерного матрикса клеточных стенок галофита и гликофита определяются наличием в их составе четырех типов функциональных групп, которые способны принимать участие в обменных реакциях с ионами окружающей среды при соответствующих условиях. Катионообменные свойства клеточных стенок определяются присутствием в них карбоксильных групп a-D-полигалактуроновой и оксикоричных кислот, а также фенольных групп, а анионообменные - аминогруппами.

3. Показано, что в ответ на засоление питательного раствора у галофита и гликофита происходит снижение константы ионизации карбоксильных групп ПГК, в то время как рКа двух других катионообменных групп мало зависят от ионной силы внешнего раствора.

4. Ионообменная способность полимерного матрикса клеточных стенок сведы и шпината увеличивается с уровнем засоления питательного раствора. При любых условиях способность к ионному обмену клеточных стенок сведы выше по сравнению со шпинатом, так как первый содержит значительно больше карбоксильных групп a-D-полигалактуроновой кислоты.

5. Набухание клеточных стенок галофита и гликофита, которое определяет их гидравлическую проводимость, не является постоянной величиной, а зависит от ионных условий и рН во внешнем растворе и апопласте.

6. У сведы доля клеточных стенок от сухой массы тканей и степень сшивки полимерных цепей выше, чем у шпината. Вероятно, эти свойства обеспечивают более высокую механическую и химическую устойчивость клеточных оболочек галофита в условиях засоления. щ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенный комплекс исследований показал, что галофит отличается от гликофита по ионообменным свойствам клеточных стенок. Количественными характеристиками этих свойств являются сорбционная способность по катионам и коэффициент набухания их полимерного матрикса. У сведы ионообменная способность клеточных стенок и доля полимерного матрикса от общей сухой массы тканей приблизительно в 1,5 раза выше, чем у шпината. Вероятно, эти отличительные особенности позволяют галофиту более эффективно противостоять солевому стрессу.

Коэффициент набухания характеризует степень сшивки между цепями полимеров клеточных стенок и является количественной характеристикой проницаемости полимерного матрикса. Сравнительный анализ коэффициентов набухания клеточных стенок сведы и шпината, а также других представителей гликофитов (табл. 13) показал, что сведа характеризуется более высокой степенью сшивки полимеров в матриксе клеточных стенок. На основании этих результатов можно полагать, что в условиях засоления клеточные стенки галофита с большей эффективностью защищают клетку от стрессового воздействия по сравнению с гликофитом, так как в первом случае поток натрия из внешнего раствора к плазмалемме будет существенно меньше. Вероятно, данный эффект играет важную роль в механизме солеустойчивости галофита, особенно при резких колебаниях концентрации соли в окружающей среде.

С увеличением концентрации NaCl в среде у галофита и гликофита снижается кажущаяся константа диссоциации карбоксильных групп полигалактуро-новой кислоты, следовательно, увеличивается количество ионогенных групп, способных обменивать протон на катион внешней среды. В результате этого раствор в фазе клеточной стенки будет содержать меньше ионов натрия, чем внешний раствор. В условиях солевого стресса в растворе у плазмалеммы возрастет концентрация протонов и ионов кальция за счет реакций обмена между катионами внешнего раствора и ионизированными карбоксильными группами полимерного матрикса клеточных стенок, что, вероятно, приведет к изменению транспортных функций плазматической мембраны.

Снижение рН раствора и/или увеличение ионной силы приводят к уменьшению набухания клеточной стенки. С другой стороны, известно, что закисление среды снижает гидравлическую проводимость стенок (Ктиторова, 1999). Кроме того, показано, что при низкой ионной силе внешнего раствора (высокой скорости транспирации) апопластный путь движения воды является определяющим, так как в этих условиях гидравлическое сопротивление корня низкое, что обеспечивает быстрое поглощение воды (Steudle and Peterson, 1998). На основании анализа данных литературы и наших экспериментальных результатов мы пришли к заключению, что у сведы и шпината существует прямая связь между набуханием полимерного матрикса клеточных стенок корней и водным током, и важная физиологическая функция клеточных стенок корня этих растений может быть связана с регуляцией движения воды по корневому апопласту. Это свойство полимерного матрикса клеточных стенок особенно важно для корней, главной функцией которых является поглощение воды и растворенных веществ. Вполне вероятно, что изменение гидравлической проводимости клеточных стенок с увеличением уровня засоления среды является важным фактором в адаптации галофита и гликофита к солевому стрессу, так как поток концентрированного по соли раствора к цитоплазматическому содержимому клетки снижается.

Данные о накоплении ионов в тканях исследуемых растений, о сорбционной способности полимерного матрикса клеточных стенок позволяют предположить, что ионообменная способность стенок некоторым образом связана с эффективностью компартментации ионов. Более высокая ионообменная способность клеточных стенок сведы по сравнению со шпинатом может свидетельствовать о более эффективной компартментации ионов в тканях галофита.

Таким образом, ионообменные реакции в клеточных стенках являются важным специфическим звеном в развитии реакций устойчивости растений к неблагоприятным факторам окружающей среды. Их роль заключается в поддержании более низкого, по сравнению с внешней средой, осмотического давления в растворе у плазмалеммы, что позволяет клетке изменять направление жизненно важных процессов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Николаева, Юлия Игоревна, 2005 год

1. Альберт А., Сержент Е. Константы ионизации кислот и оснований. Л.: Химия, 1964.- 178с.

2. Балнокин Ю.В. Ионный гомеостаз и осморегуляция у галотолерантных микроводорослей // Физиол. растений. 1993. - Т. 40. - С.567-576.

3. Балнокин Ю.В. Растения в условиях стресса // Физиология растений: учебник. М.: «Академия», 2005. - 635с.

4. Гельферих Ф. Иониты. М: Изд-во Ин. Лит., 1962. - 490с.

5. Горшкова Т.А. Метаболизм полисахаридов растительной клеточной стенки // Дисс. д.б.н. М., 1997. - 244с.

6. Заботин А.И., Барышева Т.С., Заботина О.А. и др. Клеточная стенка растений и формирование гиподермического синдрома // Докл. РАН. — 1995. — Т. 343. -С.567-570.

7. Косулина Л.Г., Луценко Э.К., Аксенова В.А. Физиология устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды. Ростов н/Д: Изд-во Ростов, унта, 1993.-235с.

8. Ктиторова И.Н., Скобелева О.В. Изменение упругих свойств клеточных стенок и некоторых параметров водного обмена растений при закислении среды // Физиол. растений. 1999. - Т. 46. - С.239-245.

9. Лейкин Ю. А., Мейчик Н. Р., Соловьев В. К. Кислотно-основное равновесие полиамфолитов с пиридиновыми и фосфоновокислотными группами // Ж. физ. химии. 1978. - Т. 52. -С.1420-1424.

10. Люттге У., Хигинботам Н. Передвижение веществ в растении. М.: Колос, 1984.-408с.

11. Мейчик Н. Р., Лейкин Ю. А., Косаева А. Е. и др. Исследование кислотно-основного равновесия и сорбционных свойств азот-гидроксилсодержащих ионитов // Ж. физ. химии, 1989. - Т. 63. - С.540-542.

12. Мейчик Н.Р., Ермаков И.П., Савватеева М.В. Ионогенные группы клеточной стенки корней пшеницы // Физиол. растений. 1999. - Т. 46. - С.742-747

13. Методы количественного органического элементного микроанализа. / Гельман Н.Э., Терентьева Е.А., Шанина Т.М., Кипаренко JI.M. М: Химия, 1987. -293с

14. Методы биохимического исследования растений / Под ред. А.И.Ермакова. — Л.: Колос, 1972.-455 с.

15. Попова Л.Г., Балнокин Ю.В., Мясоедов Н.А. и др. // Докл. АН СССР. 1991. — Т. 317. — С.251

16. Практикум по биохимии: 4 1/ Ермохина Т.М., Пахомова М.В., Крашенинников И.А. и др. М.: Изд-во МГУ, 1991. - 187с.

17. Румшисский Л. 3. Математическая обработка результатов эксперимента. — М.: Наука, 1971.-192с.

18. Строганов Б.П. Метаболизм растений в условиях засоления. М.: Наука, 1973. - 50с. - (Тимирязевские чтения; 33).

19. Структура и функции клеток растений при засолении / Строганов Б.П., Кабанов В.В., Шевякова Н.И. и др. М.: Наука, 1970. - 317с.

20. Шарова Е.И. Клеточная стенка растений. Спб: Изд-во С.-Петербург. Ун-та, 2004.-152с.

21. Шатаева Л.А., Кузнецова Н.Н., Елькин Г.Е. Карбоксильные иониты в биологии. Л.: Наука, 1979. - 286с.

22. Amtmann A., Jelitto Т.С, Sanders D. К+- selective inward-rectifying channel and apoplastic рН in barley roots // J. Plant Physiol. 1999. - V. 119. - P. 331-338.

23. Amtmann A., Fischer M., Marsh E.L. et al. The wheat cDNA LCT1 generates hypersensitivity to sodium in a salt-sensitive yeast strain // Plant Physiol. 2001. -V. 126. -P.1061-1071.

24. Amzallag G.N., Lemer H.R., Poljakoff-Mayber. Induction of increased salt tolerance in Sorgum bicolor by NaCl pretreatment // J. Exp.Bot. 1990. - Vol. 41. — P.29-34.

25. Balnokin Y.V., Popova L.G. The ATP-driven Na+-pump in the plasma membrane of marine unicellular alga, Platymonas viridis IIFEBS Lett. 1994. -V. 343. — P.61-64.

26. Bigot J., Binet P. Study of the cationic exchange capacities and cationic selectivi-ties of walls isolated from the roots of Cochlearia anglica and Phaseolus vulgaris grown on media with various salinities // Can. J. Bot. 1986. -V. 64. - P.955-958.

27. Biochemistry and molecular biology of plants / Eds. Buchanan В., Gruissem W., Jones R.; American Soc. Plant Physiol. Rockvilie, 2001. - 1367 p.

28. Blatt M.R. Cellular signaling and volume control in stomatal movement in plants И Ann. Rev. Cell Dev. Biol. -2000. V. 16. - P.221-241.

29. Blumwald E. Sodium transport and salt tolerance in plants // Cur. Opinion Cell Biol. 2000. - V. 12. - P.431-434.

30. Blumwald E., Aharon G.S., Apse M.P. Sodium transport in plant cells // Biochim. Biophys. Acta.-2000. -V. 1465.-P.140-151.

31. Bressan R.A., Hasegawa P.M, Pardo J.M. Plants use calcium to resolve salt stress // Trends Plant Sci. 1998. - V. 3. - P.411-412.

32. Carpita N.C., Gibeaut D. Structural models of primary cell walls in flowering plants: consistency of molecular structure with the physical properties of the walls during growth // Plant J. 1993. - V. 3. - P. 1-30.

33. Chen T.H.H., Murata N. Enhancement of tolerance of abiotic stress by metabolic engineering of betaines and other compatible solutes // Cur. Opinion Plant Biol. — 2002.-V. 5. -P.250-257.

34. Clifford S.C, Arndt S.K, Corlett J.E. et al. The role of solute accumulation, osmotic adjustment and changes in cell wall elasticity in drought tolerance in Ziziphus mauritiana (Lamk.) // J. Exp.Bot. 1998. - Vol. 49. - P.967-977.

35. Cosgrove D.J., Hedrich R. Stretch-activated chloride, potassium, and calcium channels coexisting in plasma membrane of guard cells of Vicia Faba L.// Planta. 1991. - Vol. 186. -P.143-153.

36. Cosgrove D.J.,Li Z.-C. Role expansins in developmental and light control of growth and wall extension in oat coleoptiles // Plant Physiol. -1993. V. 103. — P.1321-1328.

37. Cramer G.R. Sodium-calcium interactions under salinity stress. // Salinity. Environment-plants-molecules / Eds. Lauchli A., Luttge U. Dordrecht: Kluwer, 205

38. Cushman J.C., Bohnert H. Genomic approaches to plant stress tolerance // Cur. Opinion Plant Biol. 2000. - V. 3. - P.l 17-124.

39. Davenport R.J., Tester M. A weakly voltage-dependent, nonselective cation channel mediates toxic sodium influx in wheat // Plant Physiol. -2000. V. 122. -P.823-834.

40. Demidchik V., Davenport R.J., Tester M. Nonselective cation channel // Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 2002. - V. 53. - P. 67-107.

41. Flowers T.J., Hajibagheri M.A. Salinity tolerance in Hordeum vulgare: ion concentrations in root cells of cultivars differing in salt tolerance // Plant Soil. -2000. V. 231.-P.1-9.

42. Flowers T.J., Yeo A.R. Ion relations of salt tolerance // Solute transport in plant cells and tissues. New York: Longman Sci. Tech., 1988 - P.357-408

43. Freundling C., Starrach N., Flach D. et al. Cell walls as reservoirs of potassium ions for reversible volume changes of pulvinar motor cells during rhythmic leaf movements // Planta. 1988. - V. 175. - P.193-203.

44. Goldfarb V., Gradmann D. // Plant Cell Reports. 1983. - V. 2. - P.l52.

45. Gregor H. P., Luttinger L. D., Loeble E. M. Titration polyaciylic acid with quaternary ammonium basses // J. Amer. Chem. Soc. — 1954. — V. 76. P.5879.

46. Grignon C., Sentenac H. pH and ionic conditions in the apoplast // Ann. Rev. Plant Physiol. 1991. - V. 42. - P. 103- 107.

47. Hasegawa P.M., Bressan R.A., Zhu J.-K. Bohnert H.J. Plant cellular and molecular responses to high salinity // Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 2000. V. 51. -P.463-499.

48. Knight M.R., Trewavas A.J., Knight M.R. Calcium signalling in Arabidopsis thaliana responding to drought and salinity // Plant J. 1997. - V. 12. - P.l067

49. Коуго Н. Ultrastructural and physiological changes in root cells of Sorghum plants {Sorghum bicolor x S. sudanensis cv.Sweet Sioux) induced by NaCl // J. Exp. Bot. 1997. - V. 48. - P.693-706.

50. Lee T.-M., Liu C.-H. Correlation of decreased calcium contents with proline accumulation in the green macroalga Ulva fasciata exposed to elevated NaCl contents in seawater//J. Exp. Bot. 1999. -V.50. - P. 1855-1862.

51. Liu J. and Zhu J.-K. A calcium sensor homolog required for plant salt tolerance // Science. 1998. - V. 280. - P.1943-1945.

52. Maathuis F.J.M., Amtmann A. K+ nutrition and Na+toxicity: the basis of cellular K+/Na+ ratios // Ann.Bot. 1999. - V. 84. - P. 123-133.

53. Mansour M.M.F. Nitrogen containing compounds and adaptation of plants to salinity stress // Biol. Plant. 2000. - V. 43. - P.491-500.

54. Marschner H. Mineral nutrition of higher plants. — San Diego: Acad, press, 1995. 862 p.

55. McNeil S.D., Nuccio M.L., Hanson A.D. Betaines and related osmoprotectants. Targets for metabolic engineering of stress resistance // J. Plant Physiol. 1999. -V. 120. — P.945-949.

56. Meloni DA, Oliva MA, Martinez С A, Cambraia J. Photosynthesis and activity of superoxide dismutase, peroxidase and glutathione reductase in cotton under salt stress // Environ. Exp. Bot. 2003. - V. 49. - P.69-76.

57. Mennen H., Jacoby В., Marschner H. Is sodium/proton antiport ubiquitous in plant cells? // J. Plant Physiol. 1990. - V. 137. - P.l80-183.

58. Meychik N.R., Yermakov I.P. A new approach to the investigation on the iono-genic groups of root cell walls // Plant Soil. 1999. - V. 217. - P.257-264.

59. Meychik N.R., Yermakov I.P. Ion exchange properties of plant root cell walls // Plant Soil. 2001. - V. 234. - P.181-193.

60. Munns R. Comparative phisiology of salt and water stress // Plant Cell Environ. -2002. V. 25. - P.239-250.

61. Netting A.G. pH, abscisic acid and the integration of metabolism in plants understressed and non-stressed conditions: cellular responses to stress and their implication for plant water relations // J. Exp. Bot. 2000. -V. 51. - P.147-158.

62. Niu X., Narasimhan M.L., Salzman R.A. et al. NaCl regulation of plasma membrane H+-ATPase gene expression in a glycophyte and a halophyte // J. Plant Physiol. 1993. - V. 103. - P.713-718.

63. Niu X., Bressan R.A., Hasegawa P.M., Pardo J.M. Ion homeostasis in NaCl stress environments // Plant Physiol. 1995. - V. 109. - P.735-742.

64. Popova L.G., Balnokin Y.V., Dietz K-J., Gimmler H. Na+-ATPase from the plasma membrane of the marine alga Tetraselmis (Platymonas) viridis forms a phosphorylated intermediate // FEBS Lett. 1998. -V. 426. - P. 161-164.

65. Richter C., Dainty J. Ion behavior in plant cell walls. Characterization of the Sphagnum russowii cell wall ion exchanger // Can. J. Bot. 1989. -V. 67. - P. 451-459.

66. Robinson S.P., Dountov S.D. Potassium, sodium and chloride concentrations in leaves and isolated chloroplasts of the halophyte Suaeda australius R. // Aus-tral.J.Plant Physiol. 1985. - V. 12. - P.471-479.

67. Roosens N.H., Willem R., Li Y. et al. Proline metabolism in the wild-type and in a salt-tolerant mutant of Nicotiana plumbaginifolia studied by 13C-nuclear magnetic resonance imaging // J. Plant Physiol. 1999. - V. 121. - P. 1281-1290.

68. Schachtman D., Liu W. Molecular pieces to the puzzle of the interaction between potassium and sodium uptake in plants // Trends Plant Sci. 1999. - V. 4. -P.281-287.

69. Serrano R., Mulet J.M., Rios G.et al. A glimpse of the mechanism of ion homeostasis during salt stress // J. Exp. Bot. 1999. - V. 50. Special issue. -P. 1023-1036.

70. Serrano R., Rodriguez- Navarro A. Ion homeostasis during salt stress in plants // Cur. Opinion Cell Biol. 2001. - V. 13. - P.399-404.

71. Shabala S., Babourina O., Newman I. Ion- specific mechanisms of osmoregulation in bean mesophyll cells // J. Exp. Bot. 2000. - V. 51. - P.1243-1253.

72. Shi H., Xiong L., Stevenson В., Lu T. and Zhu J.-K. The Arabidopsis salt overlysensitive 4 mutants uncover a critical role for vitamin B6 in plant salt tolerance // Plant Cell. 2002. - V. 14. - P.575-588.

73. Shi H., Quintero F.J., Pardo J.M., Zhu J.-K. The putative plasma membrane Na+/H+ antiporter SOS 1 cotrols long-distance Na+ transport in plants // Plant Cell.- 2002.- V. 14. P.465-477.

74. Shi H., Ishitani M., Kim C. and Zhu J.-K. The Arabidopsis thaliana salt tolerance gene SOS1 encodes a putative NaVFT antiporter// Proc. Nat. Acad. Sci. USA-2000. V. 97. - P.6896-6901.

75. Shobert В // J. Theor.Biol. 1977. - V. 68. - P. 17- 22.

76. Skerrett M., Tyerman S.D. A channel that allows inwardly direated fluxes of anions in protoplasts derived from wheat roots // Planta. 1994. - V. 192. - P.295-305.

77. Starrach N., Flach D., Mayer W.E. Activity of fixed negative charges of isolated extensor cell walls of the laminar pulvinus of primary leaves of Phaseolus II J. Plant Physiol. 1985. - V. 120. - P.441-455.

78. Steudle E., Peterson C.A. How does water get through roots? // J. Exp. Bot. -1998.-V. 49. -P.775-788.

79. Taiz L., Zeiger E. Plant Physiology. Sunderland: Sinauer Associates. Inc. Publ., 1998.-792 p.

80. Tester M. and Danenport R. Na+ tolerance and Na+ transport in higher plants // Ann. Bot. -2003. V. 91. - P.503-527.

81. Thiyagarajah M., Fry S., Yeo A. In vitro salt tolerance of cell wall enzymes from halophytes and glycophytes // J. Exp. Bot. 1996. - V. 47. - P. 1717-1724.

82. Uozumi N., Kim E.J., Rubio F. et al. The Arabidopsis HKT1 gene homolog mediates inward Na+ current in Xenopus laevis oocytes and Na+ uptake in Saccharomy-ces cerevisiae II Plant Physiol. 2000. - V.1220. - P.1249-1259.

83. Wada M., Satoh S., Kasamo R., Fujii Т. II Plant Cell Physiol. 1989. - V.30. -P.923.

84. Waisel Y. Biology of halophyte. New York; London: Academic Press, 1972. — 256 p.

85. Wang L.W., Showalter A.M., Ungar I.A. Effect of salinity on growth, ion content and cell wall chemistry in Atriplexprostata (Chenopodiaceae) // Am. J. Botany. -1997.-V. 84.-P. 1247-1255.

86. White P.J., Broadley M.R. Chloride in soils and its uptake and movement within the plant // Ann. Bot. 2001. - V. 88. - P.967-988.

87. Wu J., Seliskar M.D. Salinity adaptation of plasma membrane H+ -ATPase in the salt marsh plant Spartina patens: ATP hydrolysis and enzyme kinetics // J. Exp. Bot. 1998. - V. 49. - P.1005-1013.

88. Xiong L., Zhu J.-K. Salt tolerance. The Arabidopsis book. American Society of plant biologists, 2002.

89. Yan F., Feuerle R., Schaffer S. et al. Adaptation of active proton pumping and plasmalemma ATPase activity of corn roots to low root medium pH // J. Plant Physiol. 1998. - V. 117. - P.311-319.

90. Zhu J.- K. Plant salt tolerance // Trends Plant Sci. 2001. - V. 6. - P. 66-71.

91. Zhu J.- K. Salt and drought stress signal transduction in plants // Ann. Rev. Plant Biol. 2002. - V. 53. - P.247- 273.

92. Yeo A.R. Molecular biology of salt tolerance in the context of whole-plant physiology // J. Exp. Bot. 1998. - V. 49. - P.915-929.

93. Yeo A.R., Flowers S.A., Rao G. et al. Silicon reduces sodium uptake in rice ( Oryza sativa L.) in sale conditions and this is accounted for by a reduction in the transpirational bypass flow // Plant Cell Environ. 1999. - V. 22. - P.559-565.

94. Yokoi S., Bressan R.A., Hasegava P.M. Salt stress tolerance of plants // JIRCAS Working Report 2002. - P.25-33.