ИСТИНА

Множественность функций клеточной стенки (КС) и процессов, в ней протекающих, определяется различными причинами, среди которых можно выделить глобальную, зависимую от физико-химических характеристик ее пространственно и химически гетерогенной структуры. Проведено комплексное сравнительно-физиологическое исследование связи физико-химических свойств клеточных стенок и процессов организации ионных и водных потоков в апопласте, разработаны теоретические представления для их количественного описания. Показано, что ионообменные свойства КС зависят от вида, возраста, физиологического состояния растений, а также условий произрастания и определяются количественными соотношениями типов ионогенных групп полимерного матрикса экстраклеточного компартмента. Установлено, что объем полимерного матрикса стенок, который связан с их гидравлической проводимостью, зависит от ионных условий и рН в окружающей среде и в экстраклеточном компартменте. Показано, что изменение в набухании, которое определяется физико-химическими свойствами КС, в ответ на варьирование внешних или внутренних условий, представляет собой элемент механизма регулирования потока воды по корню. Важная физиологическая роль ионообменных реакций в КС была выявлена при изучении засоления. Установлено, что в этих условиях в клеточных стенках растений увеличивается число активных сайтов, способных обменивать Н+ на Na+ внешней среды, и, как следствие, снижается влияние токсичных концентраций Na+ на цитоплазматическое содержимое клетки. Таким образом физиологическая роль ионообменных реакций в КС заключается в поддержании низкой концентрации Na+ в водном пространстве апопласта при резких изменениях концентраций NaCl во внешней среде, при этом движение Са2+ из клеточной стенки в водное пространство апопласта и далее, вероятно, в клетку является важным элементом регуляции ионного гомеостатирования во время адаптации к условиям засоления. Оценка функциональной роли КС в поглощении Cu2+ и Ni2+ корнями злаковых и бобовых растений свидетельствует, что вклад апопласта корня в детоксикацию растительного организма определяется концентрацией металла в растворе, а также составом полимеров, образующих полимерный матрикс оболочек. Более того, в определенных условиях среди механизмов, направленных на предотвращение накопления ионов тяжелых металлов в цитоплазме в токсичных для растительного организма концентрациях, депонирование Ме2+ в КС является основным механизмом защиты растительных клеток от повреждающего воздействия этого стресса.