Каким образом происходит защита ДНК?

Водный дефицит и адаптация растений

План:

1. молекулярные изменения в клетках растений при засухе

2. механизмы адаптации растений к засухе и их группы

Недостаток воды в тканях растений создается, когда расход воды при транспирации превышает ее поступление

Водный дефицит может возникнуть в жаркую солнечную погоду к середине дня, при этом увеличивается сосущая сила листьев, что активирует поступление воды из почвы. Растения регулируют уровень водного дефицита, меняя отверстость устьев. Завядание бывает временное – когда при завядании водный дефицит восстановливается в вечерние и ночные часы и глубокое завядание наблюдается при отсутствии в почве доступной для растения воды. Это завядание чаще всего приводит к гибели растения.

Что же происходит в растительной клетке при водном дефиците?

На молекулярном уровне:

1. В первую очередь приводит к уменьшению в клетках свободной воды, что влияет на гидратные оболочки белков и функционирование ферментов.

2. При длительном завядании активируются гидролитические процессы, что ведет к увеличению содержания в клетках низкомолекулярных белков и углеводов.

3. Под влиянием засухи в листьях снижается количество РНК вследствие уменьшения ее синтеза и активации рибонуклеаз.

4. В цитоплазме наблюдается распад полисом.

5. Изменяется ионный состав клеток, облегчаются процессы выхода из них ионов.

6. Снижается скорость фотосинтеза, хотя на первоначальных этапах обезвоживания наблюдается некоторое увеличение его интенсивности.

Изменения, касающиеся ДНК, происходят лишь при длительной засухе.

При обезвоживании у растений, не приспособленных к засухе, значительно усиливается интенсивность дыхания, возможно из-за большого количества субстратов дыхания – сахаров, а затем снижается. У засухоустойчивых растений в этих условиях существенных изменений дыхания не наблюдается.

На клеточном и организменном уровнях

1. Из-за уменьшения свободной воды возрастает концентрация вакуолярного сока.

2. Быстро тормозятся клеточное деление и растяжение, что приводит к образованию мелких клеток и замедлению роста растений. В результате этого задерживается рост самого растения, особенно рост стеблей и листьев.

3. Скорость роста корней в начале засухи увеличивается и снижается лишь при длительном недостатке воды в почве. При засухе в корнях ускоряется дифференцировка клеток и происходит опробковение и суберинизация экзодермы.

У растений есть свои механизмы адаптации к засухе

Биохимические механизмы защиты предотвращают обезвоживание и обеспечивают детоксикацию продуктов распада, способствуют восстановлению нарушенных структур цитоплазмы. Высокая водоудерживающая способность поддерживается накоплением низкомолекулярных гидрофильных белков, связывающих в своих гидратных оболочках значительные количества воды. Этому помогает взаимодействие белков с аминокислотой – пролином. Накопление пролина как осмотически активного органического вещества благоприятствует удержанию воды в клетках. Кроме того, повышение содержания моносахаридов помогает удерживать воду в клетках. Возрастание концентрации органических кислот помогает обезвредить образующийся при распаде аминокислот аммиак.

При действии засухи происходят существенные перестройки в гормональной системе растений. Уменьшается содержание гормонов-активаторов роста (ауксина, цитокинина и гиббереллинов, стимуляторов роста фенольной природы) и возрастает уровень абсцизовой кислоты и этилена. В условиях засухи от быстроты остановки ростовых процессов зависит выживание растения, поэтому очевидно возрастание содержания ингибиторов роста.

Процессы восстановления растений после засухи идут успешно, если сохранены генетические системы клеток растений.

Каким образом происходит защита ДНК?

Защита состоит во взаимодействии ДНК со стресс - белками и частичным выведением ДНК из активного состояния.

Все растения по устойчивости к засухе можно разделить на следующие группы.

1. ксерофиты – растения засушливых территорий. У них есть приспособления, позволяющие пережить периоды засухи. У них три основных способа защиты: избегание высыхания – предотвращение излишней потери воды клетками, перенесение высыхания, избегание периода засухи. В свою очередь группа ксерофитов разнородна: суккуленты – растения, запасающие влагу, например, кактусы, алоэ, очиток, молочай, молодило. Вода концентрируется в листьях или стеблях, покрытых толстой кутикулой и волосками. Транспирация, фотосинтез и рост осуществляются медленно. Они плохо переносят обезвоживание. Корневая система широко, но не на большую глубину. Несуккулентныевиды по уровню транспирации делятся на: настоящие ксерофиты, полуксерофиты, эфемеры, растения близкие к эфемерам, растения, способные выносить сильное обезвоживание.

Жестколистные ксерофиты или настоящие ксерофиты.

Их особенности: способность к резкому сокращению транспирации при недостатке воды, растения с жесткими кожистыми листьями и большим количеством устьиц/

Эфемеры и эфемероиды – растения с коротким вегетационным периодом, совпадающим с периодом дождей.

2. Растения мезофиты – адаптации растений мезофитов выносятся на самостоятельное изучение.

3. Гигрофиты и гидрофиты– не переносят водный дефицит, обитатели водоемов и прибрежная растительность.

Засухоустойчивость сельскохозяйственных растений повышается в результате предпосевного закаливания семян, которые перед посевом после однократного намачивания вновь высушиваются.

Устойчивость растений к засолению

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: