stringtranslate.com

Влажный стресс

Влажный стресс — это форма абиотического стресса , который возникает, когда влажность тканей растений снижается до субоптимального уровня. Водный стресс возникает в ответ на наличие влаги в атмосфере и почве, когда скорость транспирации превышает скорость поглощения воды корнями и клетки теряют тургорное давление . Влажный стресс описывается двумя основными показателями: водным потенциалом и содержанием воды . [1] [2] [3]

Влажный стресс влияет на открытие устьиц , в основном вызывая их закрытие, что снижает количество ассимиляции углекислого газа . [4] Закрытие устьиц также замедляет скорость транспирации, что ограничивает потерю воды и помогает предотвратить увядание, вызванное стрессом влаги. [5] Это закрытие может быть вызвано тем, что корни чувствуют сухую почву и в ответ производят гормон АБК, который при транспортировке вверх по ксилеме в листья снижает устьичную проводимость и растяжимость стенок растущих клеток. Это снижает скорость транспирации, фотосинтеза и расширения листьев. АБК также увеличивает разрыхление растущих стенок корневых клеток и, в свою очередь, увеличивает рост корней в попытке найти воду в почве. [6]

Фенотипический ответ растений на длительный водный стресс был измерен на кукурузе и показал, что растения реагируют на водный стресс увеличением роста корней как в поперечном, так и в вертикальном направлении. [7] Во всех условиях засухи у кукурузы наблюдалось снижение высоты растений и урожайности из-за уменьшения доступности воды. [8]

Считается, что гены, индуцируемые в условиях водного стресса, функционируют не только в защите клеток от дефицита воды путем производства важных метаболических белков, но также в регуляции генов, отвечающих за передачу сигналов в ответ на водный стресс. Описано четыре пути, которые показывают генетическую реакцию растений на водный стресс; двое зависят от ABA, а двое независимы от ABA. Все они влияют на экспрессию генов, которые повышают устойчивость растений к водному стрессу. [9]

Влияние водного стресса на фотосинтез может зависеть как от скорости и степени восстановления фотосинтеза, так и от степени и скорости снижения фотосинтеза при истощении воды. Растения, подвергшиеся легкому стрессу, могут восстановиться через 1–2 дня, однако растения, подвергшиеся серьезному водному стрессу, восстановят только 40–60% от максимальной скорости фотосинтеза на следующий день после повторного полива и могут никогда не достичь максимальной скорости фотосинтеза. Восстановление после водного стресса начинается с увеличения содержания воды в листьях, открытия устьиц, а затем с синтеза фотосинтетических белков. [10] [11]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Уоринг, Р.Х.; Клири, Б.Д. (1967). «Влажный стресс растений: оценка с помощью бомбы давления». Наука . 155 (3767): 1248–54. Бибкод : 1967Sci...155.1248W. дои : 10.1126/science.155.3767.1248. PMID  17847540. S2CID  2516520.
  2. ^ Чаппелка, Артур Х.; Фрир-Смит, Питер Х. (1995). «Предрасположенность деревьев загрязнителями воздуха к низким температурам и влажным стрессам». Загрязнение окружающей среды . 87 (1): 105–117. дои : 10.1016/S0269-7491(99)80013-X. ПМИД  15091613.
  3. ^ Ли, Дж.А.; Стюарт, Г.Р. (1 января 1971 г.). «Повреждения мхов от высыхания. I. Внутривидовые различия во влиянии влажного стресса на фотосинтез». Новый фитолог . 70 (6): 1061–1068. doi :10.1111/j.1469-8137.1971.tb04588.x. JSTOR  2431023.
  4. ^ Хэнд, Дж. М.; Янг, Э; Васконселос, AC (1982). «Водный потенциал листьев, устойчивость устьиц и фотосинтетическая реакция на водный стресс у саженцев персика». Физиол растений . 69 (5): 1051–4. дои : 10.1104/стр.69.5.1051. ПМК 426357 . ПМИД  16662343. 
  5. ^ Фриман, Скотт (2014). Биологическая наука: пятое издание . США: Pearson Education, Inc., с. 765. ИСБН 978-0-321-74367-1.
  6. ^ Ламберс, Ганс; Чапин II, Ф. Стюарт; Понс, Тейс Л. (2008). Физиологическая экология растений. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер. п. 349. ISBN 978-0-387-78340-6 . 
  7. ^ Сингх, Чандракант; Ван-Эрландссон, Лан; Фетцер, Инго; Рокстрем, Йохан; ван дер Энт, Рууд (05.12.2020). «Емкость корневой зоны раскрывает стратегии борьбы с засухой на участках перехода от тропического леса к саванне». Письма об экологических исследованиях . 15 (12): 124021. Бибкод : 2020ERL....15l4021S. дои : 10.1088/1748-9326/abc377 . ISSN  1748-9326.
  8. ^ Уивер, Дж. Э. (1926) Развитие корней полевых культур. Макгроу Хилл, Нью-Йорк.
  9. ^ Шинозаки, К.; Ямагучи-Синозаки, К. (1997). «Экспрессия генов и передача сигналов при реакции на водный стресс». Физиология растений . 115 (2): 327–334. дои : 10.1104/стр.115.2.327. ПМК 158490 . ПМИД  12223810. 
  10. ^ Чавес, ММ; Флексас, Дж.; Пиньейру, К. (01 февраля 2009 г.). «Фотосинтез в условиях засухи и солевого стресса: механизмы регуляции от всего растения к клетке». Анналы ботаники . 103 (4): 551–560. дои : 10.1093/aob/mcn125. ISSN  0305-7364. ПМК 2707345 . ПМИД  18662937. 
  11. ^ Киршбаум, MUF (1988). «Восстановление фотосинтеза после водного стресса у Eucalyptus pauciflora - процесс в два этапа». Растение, клетка и окружающая среда . 11 (8): 685–694. doi :10.1111/j.1365-3040.1988.tb01151.x.