Особенности распределения осмотически активных компонентов в растительных тканях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.12, кандидат биологических наук Ланкевич, Светлана Владимировна

• Ланкевич, Светлана Владимировна
• кандидат биологических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Ланкевич, Светлана Владимировна

ВВЕДЕНИЕ.

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Глава 1. Вакуоль - гомеостатический компартмент растительной клетки.

Глава 2. Функции вакуоли.

2.1. Лизосомальная функция вакуолей.

2.2. Запасающая функция вакуолей.

2.3. Защитная функция вакуолей.

2.4. Роль вакуоли в трансдукции сигналов в растительных клетках.

2.5. Гомеостатическая регуляция ионного состава цитозоля растительных клеток.

2.6. Осмотическая функция вакуолей.

Глава 3. Методы выделения вакуолей.

II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

Глава 4. Материалы и методы.

4. 1. Растительный материал.

4.1.1. Красная столовая свекла, Beta vulgaris L.

4.1.2. Культура ткани пшеницы Triticum aestivum L. сорта Скала.

4.2. Изучение динамики роста культуры клеток пшеницы.

4.3. Экстракция клеточного сока из тканей корнеплодов красной столовой свеклы.

4.4. Измерение осмотического потенциала и гипотонический стресс.

4.5. Определение водорастворимых Сахаров.

4.6. Определение неорганических ионов.

4.7. Расчет концентрации метаболитов и ионов в клеточном соке.

4. 8. Статистическая обработка данных и построение "фазовых портретов".

III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Глава 5. Химический состав клеточного сока из гетерогенных тканей корнеплода.

Глава 6. Осмотически активные компоненты в тканях корнеплода красной столовой свеклы.

Глава 7. Распределение Сахаров и ионов на фазовой плоскости.

7.1. Соотношение сахара/ калий в ткани корнеплода после гипотонического стресса.

7.2. Соотношение сахара/ калий и сахара/ натрий в растущих корнеплодах.

Глава 8. Осмотически активные компоненты в каллусах пшеницы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности распределения осмотически активных компонентов в растительных тканях»

Известно, что центральные вакуоли, состоящие из вакуолярного сока и вакуолярной мембраны (тонопласта) определяют специфику растительных клеток и не встречаются у организмов не относящихся к растениям. Занимая до 90 и более процентов от объема клетки, большие центральные вакуоли играют особую роль в структурной и функциональной организации растительного организма. Они активно участвуют во внутриклеточном накоплении и распределении веществ, что находит отражение во многих их функциях (Саляев, 1969; МаШе, 1975; Андреев, 2001).

Одной из таких функций является участие в поддержании осмотического давления клетки. Об этой функции центральной вакуоли известно достаточно давно. В то время как эта органелла была еще недостаточно изучена, уже было известно, что в регуляции внутриклеточного осмотического давления участвует центральная вакуоль. Позднее было выяснено, что осмотическая функция определяет не только создание упругости клеток, но и поддержание постоянства внутриклеточной среды (равновесия между вакуолярным и цитоплазматическим компартментами) в режиме оптимального метаболического функционирования всей клетки, т. е. участвует в поддержании гомеостаза. Осмотическая регуляция в растительной клетке осуществляется накоплением не только воды, но и осмотически активных компонентов в вакуолях. Эти компоненты могут определять специфику растительных клеток, играя особую роль в их структурной и функциональной организации. Общая стратегия, свойственная осморегуляции растительных клеток с участием вакуоли, состоит в том, что всегда соблюдается строгая сопряженность поступления в вакуоль и выхода из нее тех ионов и метаболитов, которые участвуют в регуляции клеточного тургора. Хорошо известно, что в ряде случаев такой осмотический баланс может достигаться благодаря аккумуляции внутри вакуолярного и цитозольного компартментов осмолитов различной природы.

Изучение закономерностей распределения осмотикообразующих компонентов в клетке, лежащих в основе формирования осмотического потенциала в растительных тканях представляют несомненный интерес для изучения механизмов поддержания гомеостатического равновесия в растениях. Кроме того, эти закономерности тесно связаны с толерантностью растений к различного рода стрессам. Ведь известно, что осмотический потенциал клетки - это форпост, который принимает первый удар неблагоприятных условий, при этом по его изменению можно судить о том, насколько клетка смогла этим условиям противостоять (Андреев, 2001). В настоящее временя динамику распределения и накопления осмотически активных компонентов изучают в связи с различными физиологическими состояниями растений, например с устойчивостью к различным стрессам (Keller, Ludlow, 1993; Yuncai Ни, Schmidhalter, 1998), с осмотической функцией замыкающих клеток устьиц [Poffenroth, 1992; Talbott, 1996; Talbott,

1998), водным режимом, минеральным питанием (Leigh, 1993) и целым рядом других физиологических процессов.

В представляемой работе мы попытались по новому взглянуть на закономерности перераспределения осмотически активных компонентов в тканях растений в процессе формирования гомеостаза и представить полученные данные в виде графических 2-х и 3- мерных изображений, названных нами "фазовыми портретами". А также провести параллель между балансом осмотически активных компонентов в тканях и процессами роста и морфогенеза.

Работа была выполнена в Сибирском институте физиологии и биохимии растений СО РАН, в лаборатории физиологии растительной клетки. Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю чл.- корр. РАН Р. К. Саляеву за постоянное внимание и всестороннюю поддержку.

Автор благодарит также за плодотворную совместную работу JL В. Дудареву и В. М. Сумцову, С. В. Осипову, а также коллектив лаборатории и Н.В. Озолину.

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение диссертации по теме «Физиология и биохимия растений», Ланкевич, Светлана Владимировна

выводы

1. Установлено, что клетки запасающей паренхимы корнеплода красной столовой свеклы, находясь на разных стадиях дифференцировки, отличаются не только размерами, но и химическим составом клеточного сока.

2. Показано, что основными осмотикообразующими компонентами являются водорастворимые сахара и ионы калия, рассчитан процентный вклад этих компонентов в осмотический потенциал клетки.

3. Показано, что для клеток запасающей паренхимы, в зависимости от стадии дифференцировки, характерны два пути поддержания осмотического потенциала. Первый характерен для молодых клеток (зоны 1Ш), где главными осмотикообразующими компонентами являются водорастворимые сахара (в большей степени сахароза), а второй для более дифференцированных клеток, основными осмолитами в них являются ионы калия.

4. Впервые предложен оригинальный методологический подход для анализа закономерностей распределения Сахаров и ионов в тканях. С помощью этого метода массивы полученных данных рассматриваются как динамическая система на фазовой плоскости ("фазовые портреты").

5. С помощью "фазовых портретов" показано, что в процессе дифференцировки клеток изменяется вклад Сахаров и калия в осмотический потенциал. Происходит это путем перехода из одного устойчивого состояния в другое. Переходы осуществляются не плавно, а дискретно, минуя области неустойчивости. Таким образом меняется статус клеток от "сахарного" к "солевому".

6. Установлено, что в клетках запасающей паренхимы после гипотонического стресса сохраняются особенности распределения осмотически активных компонентов в тканях, сохраняются устойчивые и неустойчивые состояния.

7. Подтверждено наличие отмеченных закономерностей в тканях растущих корнеплодов. Предложена схема возможного пути накопления осмотически активных веществ на разных фазах онтогенеза, демонстрирующая формирование устойчивых состояний поочередно в "сахарной" и "солевой" областях.

8. Показано, что волнообразное возникновение зон вторичной дифференцировки в каллусах пшеницы и нарастание их сырой массы сопровождается ритмичным изменением соотношения основных осмотикообразующих компонентов (сахаров и ионов). Это подтверждает наличие двух путей поддержания осмотического потенциала, связанных со степенью дифференциации клеток.

9. Построен "фазовый портрет" распределения Сахаров и ионов в культуре ткани пшеницы. Показано наличие устойчивых стационарных состояний и областей неустойчивости между ними. Подтверждено, что закономерности накопления осмотикообразующих компонентов являются общими для различных растительных объектов.

10. Полученные данные о связи морфогенетических процессов (образовании ВД-зон, регенерации) в культуре пшеницы и химической дифференцировки, могут служить основой для разработки методов регуляции морфогенетических процессов в культуре ткани.

СПИСОК ПРИВОДИМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АТФ - аденозинтрифосфат

АДФ - аденозиндифосфат

АБК - абсцизовая кислота

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

РНК - рибонуклеиновая кислота

ЭР - эндоплазматический ретикулум

ЯМР - ядерно-магнитный резонанс

В Д-зоны - зоны вторичной дифференцировки

1111 - паренхима прилегающая к проводящим пучкам

МП - межкольцевая паренхима

ПКС - программированная клеточная смерть

Роем - осмотическое давление

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные результаты для удобства обсуждения можно разделить на три части: а) биохимическую, в которой был изучен состав и соотношение осмотикообразующих компонентов в растительной ткани, б) методологическую, в которой был предложен и апробирован вероятностный метод построения "фазовых портретов" для более глубокого изучения закономерностей формирования осмотического потенциала и, наконец, в) анализ связей выявленных закономерностей с процессами роста и морфогенеза.

В первой части было показано, что клетки различных тканей корнеплодов красной столовой свеклы отличаются по химическому составу клеточного сока. Обнаруженные высокие концентрации сахарозы и калия, сопоставимые с показателями осмотической концентрации, дали основание предположить, что эти компоненты могут участвовать в поддержании осмотического потенциала клеток. Участие неорганических ионов, в частности калия, в регуляции осмотических процессов в растениях считается установленным фактом, современные представления отводят им роль основных осмотикообразующих компонентов. В литературе имеются единичные упоминания (Zeigert et al., 1983; Leigh et al., 1993; Talbott et al., 1998) феномена, когда поглощение калия в клетках сопровождалось выходом из них сахарозы. Есть также данные по солеустойчивым видам растений, когда при аккумуляции высоких концентраций натрия в вакуолях, наблюдали снижение в них концентрации Сахаров (Ни Yuncai, 1998). Наиболее детально, этот вопрос рассматривался в цикле работ, посвященных процессам сахаронакопления в корнеплодах сахарной свеклы (Эллиот, 1996). В некоторых статьях посвященных этим вопросам указывалось, что сахароза и калий участвуют в регуляции осмотического давления (Perry, 1986, 1987). К сожалению, рассматривались относительные величины, а не абсолютные концентрации этих компонентов и приводилось средние значения для ткани корнеплода, т. е. отсутствовали данные по отдельным тканям и зонам. Полученные нами результаты позволили детализировать картину и объяснить, почему в некоторых случаях наблюдалось сопряжение выхода калия из вакуоли и накопления Сахаров, а в некоторых нет. Удалось показать, что увеличение значений осмотического потенциала было достоверно связано с увеличением концентрации сахарозы. Кроме того, нам удалось рассчитать процентный вклад каждого из осмотикообразующих компонентов в клетках на разных стадиях дифференцировки этих клеток и оценить каков их вклад в пересчете на одну клетку.

При анализе распределения Сахаров и ионов в запасающей паренхиме корнеплода нами была отмечена его полимодальность. Распределение вышеназванных компонентов не подчинялось нормальному закону, поэтому стало очевидным, что применение стандартных методов статистики для дальнейшей оценки будет недостаточно информативным. Так например, проведенный регрессионный анализ (Рис. 10, 11) мало что говорил об искомых нами закономерностях распределения и взаимодействии осмотически активных компонентов. По этой причине мы попытались найти иной подход к анализу неравномерного распределения Сахаров и ионов в тканях корнеплода. Этому вопросу посвящена вторая часть наших исследований. Известно, что различные биофизические методы уже давно и с успехом применяются для анализа многих биологических процессов (Карманенко, 1997; Кравацкий, 1998) Для поиска закономерностей в регуляции осмотического потенциала клеток нами было предложено рассмотреть массивы полученных концентраций как изменяющуюся, динамическую систему. Используя терминологию теории динамических систем, такой способ отображения процесса назвали "фазовым портретом". А сами системы триггерными, т. е. обладающими двумя или несколькими устойчивыми стационарными состояниями, к которым стремится система. Между этими состояниями возможны переходы. Способность триггерной системы к переключению явилась основной предпосылкой ее использования как модели процессов, ведущих к дифференцировке клеток в ткани (Малкина, 1988; Веселова, 1990). С этой точки зрения каждая клетка обладает определенным набором возможных устойчивых стационарных состояний (в нашем случае на примере осмотически активных веществ), но фактически, в данный момент, времени функционирует лишь в одном из них. В процессе дифференциации при росте и развитии происходит "переключение" клетки из одного стационарного режима функционирования в другой путем дискретного перехода. В данной работе при использовании такого подхода проявились закономерности, в соответствии с которыми происходит изменение соотношений сахара/калий в осмотическом балансе клеток. Помимо исследования на отдельно взятом, зрелом корнеплоде был проведен анализ осмотической регуляции в тканях растущих корнеплодов. В результате мы получили картину формирования осмотического потенциала на разных фазах онтогенеза. Примечательно то, что динамика "фазового портрета" на фазовой плоскости имеет колебательный характер (Рис.13), т. е. наблюдается переход из сахарной области в солевую, затем опять в сахарную, но уже с более высокими концентрациями Сахаров. Такая динамика может служить определенным отражением роста и дифференцировки клеток, т.е. указывать на какой стадии находятся клетки паренхимы корнеплода на данной фазе онтогенеза (Батыгин, 1986).

Полученные результаты дали основание предположить, что найденные закономерности, являются фундаментальными для понимания взаимосвязи осмотической регуляции и дифференциации клеток в тканях различных видов растений.

Чтобы подтвердить этот постулат, в третьей части работы мы провели серию экспериментов на каллусной культуре пшеницы. Был проведен анализ изменений концентраций Сахаров и калия (как отражение осмотического потенциала), были изучены характеристики ростовых процессов (масса калусов), а также образование зон вторичной дифференцировки и регенерантов, как показатели морфогенетических процессов. Полученные результаты позволили нам установить, что каллусы, в которых образовывались ВД-зоны, имели "сахарный" статус и меняли его на солевой" в случае разрушения зон вторичной дифференцировки. Этот факт свидетельствует в пользу предположения о том, что регуляция осмотического баланса в этих зонах идет путем увеличения концентрации Сахаров. Т. е. мы можем утверждать, что процессы морфогенеза и регенерации идут из участков (ВД-зон), в которых концентрация Сахаров выше, т.е. они имеют "сахарный" статус. Полученные на каллусной культуре ткани пшеницы результаты хорошо согласуются с данными по красной столовой свекле. Это дает нам основание предполагать, что выявленные закономерности распределения осмотикообразующих компонентов достаточно универсальны и присущи различным видам растений. Полученные результаты, помимо фундаментального имеют и прикладное значение. Наблюдения за индукцией каллусов из ткани корнеплода красной столовой свеклы показали, что каллусообразование происходит исключительно из клеток зон, имеющих "сахарный" статус. Этот факт может быть использован как для выбора оптимальных условий индукции каллусов и ВД- зон, так и для диагностики состояния эксплантов, с точки зрения их морфогенного потенциала.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Ланкевич, Светлана Владимировна, 2005 год

1. Андреев И. М. Функции вакуоли в клетках высших растений// Физиология растений. 2001. Т. 48. № 5. С. 777-787.

2. Веселова Т. В., Веселовский В. А., Власенко В. В., Мацкивский В.И., Пеньков Ф.М., Чернавский Д.С. Вариабельность как тест перехода клетки в состояние стресса в условиях интоксикации // Физиология растений. 1990. Т. 37.N.4. С. 32-38.

3. Карманенко Н.М., Платонова JI.C. Моделирование накопления и траты углеводов растениями озимой пшеницы в процессе перезимовки.// Агрохимия, 1997. N. 9. С. 34-37.

4. Кравацкий Ю.В., Полетаев А.И. Двухпараметрический флуоресцентный анализ хромосом человека в потоке. Количественная обработка // Биофизика. 1998. Т.43. N. 2. С. 264- 275.

5. Либберт Д. Физиология растений. М.: Мир. 1976. 345 с. Малкина И. Г., Пых Ю. А. Об одном методе оценки минимального времени прохождения межфазных периодов высшими растениями // Физиология растений. 1988. Т. 35. N. 4. С. 56-60.

6. Павлинова O.A., Прасолова М.Ф. О физиологической роли сахарозосинтазы в корне сахарной свеклы // Физиология растений. 1972. Т. 19. В. 5. С. 920925.

7. Полевой В. В. Физиология растений / М.: Высшая школа. 1989. 464 с. Полевой В.В. Физиология целостности растительного организма // Физиология растений. 2001. Т. 48. №. 14. С. 631- 643.

8. Резников В.М. Философско-методологический анализ понятия независимости в вероятностной теории причинности и в теории вероятностей// Философия науки. 1998. №. 4. С. 60- 65.

9. Рубин А.Б., Пытьева Н.Ф., Ризнеченко Г.Ю. Кинетика биологических процессов / М.: МГУ. 1977. 327с.

10. Саляев Р.К. Поглощение веществ растительной клеткой/ М.: Наука. 1969. 205 с.

11. Саляев Р.К., Козаренко Т.Д., Озолина Н.В., Кузеванов В.Я. Аминокислотный состав белков изолированной вакуолярной мембраны // Физиология растений. 1983. Т. 30. В. 3. С. 487-491.

12. Саляев Р.К., Кузеванов В.Я., Озолина Н.В., Каменкова Л.Д., Пузанова H.A. Содержание липидов, белков и углеводов в мембране изолированных вакуолей красной свеклы // Физиология растений. 1982. Т. 29. В. 5. С. 933940.

13. Саляев Р.К., Ланкевич С.В., Кузеванов В.Я., Брук Т.А., Дударева Л.В.// ДАН. 1997. Т. 354. N. 5. С. 710-712.

14. Саляев Р.К., Пузанов В.И. Свободное пространство и гомеостаз растительной клетки // ДАН. 1984. Т. 276. N. 4. С. 1022-1024.

15. Физико-химические методы анализа. / Под ред. В.Б. Алексеевского. Л.: Химия. 1988. 138 с.

16. Хаптагаева Е.А., Корзун A.M., Саляев Р.К. Радиальное распределение ионов и бетанина в ткани корнеплода красной столовой свеклы // Оперативные информационные материалы/ АН СССР, Сибирский институт физиологии и биохимии ратений. Иркутск. 1982. С. 13-16.

17. Salyaev R.K. Plant vacuole membrane: structure and properties // Biochem. and function of vacuolar adenosine-triphosphatase in fungi and plants/ SpringerVerlag. N.Y. 1985. P. 3-13.

18. Akita, T., Y. Hina V., Nishi T. New medium composition for high betacyanin production by a cell suspension culture of table beet (Beta vulgaris L.) // Bioscience, Biotechnology and Biochemistry. 2002. V.66. N. 4: P. 902-905.

19. Albert G., Carrasco A., Boudet A. M. Chenges in biochemical composition of vacuoles isolated from Acer pseudoplatanus L. during cell culture // Biochimica et Biophysica Acta. 1982. V. 721. P. 22-29.ry j

20. Alexandre J., Lassales J.P., Kado R.T. Opening of Ca Channels in Isolated Red Beet Vacuole membrane by Inositol- 1,4,5-trisphosphate// Nature. 1990. V. 343. P. 567-570.

21. Tonoplast Aquaporin BobTIP26-l in Cauliflower Cells // Planta. 1999. V. 209. P. 77-86.

22. Beers E. P., Freeman T.B. Proteinase Activity during Tracheary Element Differentiation in Zinnia Mesophyll Cultures // Plant Physiol. 1997. V. 113. P. 873 -880.

23. Bergs A. R., Peacock K. Growth patterns in nutating and nonnutating sunflower (Helianthus annuus) hypocotyls // American Journal of Botany. 1992. V.79. N. 1. P. 77- 85.

24. Blumwald E., Poole R.J. Salt Tolerance in Suspension Cultures of Sugar Beet. Induction of Na+/ H+ Antiport Activity at the Tonoplast by Growth in Salt //Plant Physiol. 1987. V. 83. P. 884- 887.

25. Bohnert H.J., Jensen R.G. Strategies for Engineering Water- Stress Tolerance in Plants // Trends Biotechnol. 1996. V. 14. P. 89- 97.

26. Boiler T., Kenge H. Hydrolytic enzymes in the central vacuole of plant cells // Plant Physiol. 1979. V. 63. N. 6. P. 1123- 1132.

27. Buvat R. Vesicules "alveolees" et vesicules "epineuses" dans les racines de l'Orge (.Hordeum sativum)/! C. r. Acad. Sci. 1981. Ser. 3. V. 292. N. 13. P. 825832.

28. Canut H., Alibert G., Boudet A.M. Hydrolysis of Intracellular Proteins in Vacuoles Isolated from Acer pseudoplatanus L. Cells // Plant Physiol. 1985. V. 79. P. 10901093.

29. Canut H., Alibert G., Carrasco A., Boudet A.M. Rapid Degradation of Abnormal Proteins in Vacuoles from Acer pseudoplatanus L. Cell // Plant Physiol. 1986.V. 81. P. 460-463.

30. Chrispeels M. J. Sorting of proteins in the secretory system // Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 1991. V. 42. P. 21-53.

31. Chrispeels M.J., Daniels M.J., Weig A. Aquaporins and Water Transport

32. Across the Tonoplast // Adv. Bot. Res. 1997. V. 25. P. 420-432.

33. Cocking E.C. A method for isolation of plant protoplasts and vacuolrs // Nature.1960. V. 187. N. 4741. P. 962-963.

34. Conditions // Planta. 1998. V. 204. P. 212-219.

35. Evans H.J., Sorger G.J. Role of Mineral Elements with Emphasis on the Univalent

36. Cations// Annu. Rev. Plant Physiol. 1966. V. 17. P. 271-303.

37. Flowers T.J., Yeo A.R. Ion Relations of Salt Tolerance // Solute Transport in Plant

38. Cells and Tissues / Eds Baker D.A., Hall J.L. N.Y.: Longman. 1988. P. 392-416.

39. Garbarino J., DuPont E.M. Rapid Induction of Na+/H+ Exchange Activity in

40. Barley Root Tonoplast // Plant Physiol. 1989. V. 89. P. 1-4.

41. Gilrou S., Read N.D., Trewavas A.J. Evaluation of Cytoplasmic Calcium by Caged

42. Calcium or Caged Inositol Trisphosphate Initiates Stomatal Closure // Nature.1990. V. 346. P. 769-771.

43. Girod P.A., Zryd J.P. Clonal variability and light induction of betalain synthesis in red beet cell cultures // Plant Cell Reports. 1987. V. 6. P. 27-30.

44. Grob K., Matile P. Vacuolar location of glucosinolates in horseradish root cells // Plant Sci. Lett. 1979. V. 14. N. 4. P. 327-336.

45. Groover A., Jones A.M. Tracheary Element Differentiation Uses a Novel Mechanism Coordinating Programmed Cell Death and Secondary Cell Wall Synthesis // Plant Physiol. 1999. V. 119. P. 375- 384.

46. Hartmann C., Dronet A., Cormier F., Nivet C., Riganet C. Aging of cilinders excised from pulp tissues of the Golden delicious apple // Plant Physiol. 1984. V. 74. N. 2. P. 280-384.

47. Higgins C.F. ABC Transporters: from Microorganisms to Man // Annu. Rev. Cell Biol. 1992. V. 8. P. 67-113.

48. Hortensteiner S., Vogt E., Hagenbuch B., Meier P.J., Amrhein N., Martinoia E. Direct Energization of Bile Acid Transport into Plant Vacuoles // J. Biol. Chem. 1993. V. 268. P. 1844-1849.

49. Huang C.X.,Van Steveninck R.F.M., Longitudinal and Transverse Profiles of K+ and CI" Concentrations in "Low"- and "High- Salt" Barley Roots // New Phytol. 1989. V. 112. P. 475-480.

50. Jeschke W.D., Stelter W. Measurement of Longitudinal Ion Profiles in Single Roots of Hordeum and Atriplex by Use of Flameless Atomic Absorption Spectroscopy//Planta. 1976. V. 128. P. 107-112.

51. Kaplan D., Glass L. Understanding nonlinear dynamics : Springer- Verlag, 1993.

52. Kime M.J., Ratcliffe R.G., Loughman B.C. The Application of 31P Nuclear Magnetic Resonance to Higher Plant Tissues. II. Detection of Intracellular Changes// J. Exp. Bot. 1982. V. 33. P. 670- 681.

53. Kreuz K., Tommasini R., Martinoia E. Old Enzymes for a New Job: Herbicide Detoxifications in Plant // Plant Physiol. 1996. V. 111. P.349-353.

54. Kujala T.S., Loponen J.M., Pihlaja K. Betalains and phenolics in red beetroot {Beta vulgaris) peel extracts: Extraction and characterization // Z. Naturforsch. 2001. V. 56. P. 343-348.

55. Kujala T.S., Vienola M.S., Klika K.D. Loponen J.M., Pihlaja A.K. Betalain and phenolic compositions of four M.S. beetroot {Beta vulgaris) cultivars // European Food Research and Technology.2002. Y.214. P. 505-510.

56. Kuriyama H. Loss of Tonoplast Integrity Programmed in Tracheary Element Differentiation // Plant Physiol. 1999. V. 121. P. 763-774.

57. Z.-S., Lu Y.-P., Zhen R.G., Szczypka M., Thiele D.J., Rea P.A. A New Pathway for Vacuolar Cadmium Sequestration in Saccharomyces cerevisiae :YCF1-Catalyzed Trasport of bis(glutathionato) cadmium // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. V. 94. P. 42-47.

58. Z.-S., Zhao Y., Rea P.A. Magnesium Adenosine 5'-Trisphosphate-Energized Transport of Glutathione S-Conjugates by Plant Vacuolar Membrane Vesicles // Plant Physiol. 1995. V. 107. P. 1257-1268.

59. Mannervik B., Danielson U.H. Glutathione Transferases: Structure and Catalytic Activity// CRC Crit. Rev. Biochem. 1988. V. 23. P. 237-283 Marinos N.G. Vacuolation in plant cells // J. Ultrastr. Res. 1963. V. 9. N. 1-2. P.177-185.

60. Martinoia E., Grill E., Tommasini R., Kreuz K., Amrhein N. An ATP-dependent glutathione S-conjugate "Export" pump in the vacuolar membrane of plants // Nature. 1993. V. 364. P. 247-249.

61. Martinoia E., Heck U., Wiemken A. Vacuoles as Storage Compartments for

62. Nitrate in Barley Leaves // Nature. 1981. V. 289. P. 292- 293.

63. Marty F. Dissemblance des faces golgiennes et activité des dictyosomes dans lescellules en cours de vacuolization de la racine d'jEuphorbia characias L. Il

64. Comptes Rendus de 1' Academie des Sciences (Paris). 1975. V. 277. P. 1749-1752.

65. Marty F. Microscopie électronique a haute tension de l'appareil provacuolaire dansles cellules meristematiques des raciness de radis (Raphanus sativus L.). Annalesdes Sciences Naturelles, Botanique (Paris). 1983. V. 5. P. 245-260.

66. Marty F., Branton D., Leigh R.A. Plant vacuoles // Biochemistry of plants / Ed.

67. Tolbert. N.Y. Acad. Press. 1980. V. 1. P. 625-658.

68. Marty F., Plant Vacuoles// The Plant Cell. 1999. V.l 1. P. 587-599.

69. Marty F., The Biogenesis of Vacuoles: Insights from Microscopy // Advances in Botanical Research V. 25. Academic Press L., 1997.

70. Matile P. Biochemistry and Function of Vacuoles // Plant Physiology. 1978. V. 29. P. 193-213.

71. Matile P. Enzymologie pflanzlicher Zellkompartimente //Ber. Dtsch. Bot. Gez. 1969. V. 82. N. 5/6. P. 397-405.

72. Matile P. Lysosomes Dynamic aspects, of plant ultrastructure // Plant. Physiol. 1974. V. 6. N. 10. P. 178-218.

73. Matile P. The litic compartment of plant cells// Cell Biology monographs.- Wien, N.Y.: Springer-Verlag. 1975. V. 1.

74. Matile P. Vacuoles // Plant Biochem., Third Edition Acad. Press inc. 1976. Matile P. Vacuoles come of age // Physiologia Vegetarum. 1982. V. 20. P. 303310.

75. Matile P., Aleurone vacuoles as lysosomes// Zeitschrift fur Pflanzenphysiologie. 1968. V. 58. P. 365-368.

76. Matile P., Jons B., Rickenbacher R. Vacuoles of Chelidonium latex: lysosomal properties and accumulation of alkaloids// Biochem. Physiol. Pflanzen. 1970. V. 161. N. 3. P. 447-458.

77. Matile P., Lysosomes of root tip cells in corn seedlings // Planta. 1968. V.79. Matile P., Moor H. Vacuolation: origin and development of the lysosomal apparatus in root-tip cells // Planta. 1968. V. 80. N. 2.

78. Matile P., Wiemlcen A. Interactions between Cytoplasm and Vacuole // Encyclopedia of Plant Physiologi.New Series. 1976. V. 3.

79. Matile P., Wiemken A. The vacuoles as lysosome of the yeast cells // Arch. Microbiol. 1967. V. 56. N. 2. P. 148-155.

80. Matile P., Winkenbach F. Function of Lysosomes and Lysosomal Enzymes in the Senescing Corolla of the Morning Glory (Ipomoea purpurea) // J. Exp. Bot. 1971. V. 22. P. 759-771.

81. Matsumoto H., Chung G.C. Increase in Proton-Transport Activity as an Adaptive Response of Barley Roots to NaCl Stress // Plant Cell Physiol. 1988. V. 29. P. 1133-1140.

82. Maurel C., Tacnet F., Guclu J., Guern J., Ripoche P. Purified Vesicles of Tobacco Cell Vacuolar and Plasma Membranes Exhibit Dramatically Different Water permeability and Water Channel Activity // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. V. 94. P.7103-7108.

83. Mettler I. J., Leonard R. T. Isolation and partial characterization of vacuoles from tobacco protoplasts // Plant Physiol. 1979. V. 64. K 6. P. 1114-1120.

84. Mitchell, S.C. Food idiosyncrasies: Beetroot and asparagus // Drug Metabolism and Disposition. 2001. V. 29. N. 4. P. 539-543.

85. Mosekilde E., Mouritsen O.G., Modelling the dynamics of biological systems:

86. Nonlinear phenomena a pattern formation, Springer, Berlin, 1995. 294 p.

87. Moskowitz A.H., Hrazdina G. Vacuolar contents of fruit subepidermal cells from

88. Vitis species II Plant Physiol. 1981. V. 68. N. 5. P. 686-692.

89. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays withtobacco tissue culture // Phys. Plant. 1962. N. 15. P. 473-497.1. N. 3,P. 181-196.

90. Niedermeyer W., Parisch G. R., Moor H. The elasticity of the yeast cell tonoplast related to its ultrastracture and chemical composition // Cytobiologie. 1976. V. 13. P. 364-379.

91. Nishimura M., Beevers H. Hydrolysis of protein in vacuoles isolated from higher plant tissue // Nature. 1979. V. 277. N. 5695. P. 412-413.

92. Nishimura M., Beevers H. Hydrolases in vacuoles from Castor Bean endosperm // Plant Physiol. 1978. V. 62. N. 1. P. 44-48.

93. Owens T., Poole R.J. Regulation of Cytoplasmic and Vacuolar Volumes by Plant Cells // Plant Physiol. 1979. V. 64. P. 900- 904.

94. Pantoja O., Dainty J., Blumwald E. Ion Channels in Vacuoles from Halophytes and Glyocophytes // FEBS Lett. 1989. V. 255. P. 92-96.

95. Pantoja O., Gelly A., Blumwald E. Voltage- Dependent Calcium Channels in Plant Vacuoles // Science. 1992. V. 255. P. 1567- 1570.

96. Poffenroth M., Green D.B., Tallman G. Sugar concentrations in guard cells of Vicia faba illuminated with red or blue light // Plant Physiol. 1992. V. 98. P. 14601471.

97. Preisser J. , Sprugel H., Komor E. Solute distribution between vacuole and cytosol of sugarcane suspension cells: Sucrose is not accumulated in the vacuole // Planta. 1992. V. 186. P. 203-211.

98. Raush T., Kirsch M., Low R., Lehr A., Vierech R., Zhigang A. Salt Stress Responses of Higher Plants: the Role of Proton Pumps and Na+/H+ Antiporter // J. Plant Physiol. 1996. V. 148. P. 425-433.

99. Rea P.A., Li Z.-S., Lu Y.-P., Drozdowicz Y.M., Martinoia E. From vacuolar GS-X Pumps to Multispecific ABC Transporters // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1998. V. 49. P. 727-760.

100. Rea P.A., Sanders D. Tonoplast Energization: Two Ii+ Pumps, One Membrane // Physiol. Plant. 1987. V. 71. P. 131-141.

101. Rebeille F., Bligny R., Martin J.B., Douce R. Effect of Sucrose Starvation on Sycamore {Acer pseudoplatanus) Cell Carbohydrate and P; Status// Biochem. J. 1985. V. 226. P. 679-684.

102. Rebeille F., Bligny R., Martin J.B., Douce R. Relationship between the Cytoplasm and the Vacuole Phosphate Pool in Acer pseudoplatanus Cells // Arch. Biochem. Biophys. 1983. V. 225. P. 143- 148.

103. Reuveni M., Bennet A.B., Bressan R. A., Hasegawa P.M. Enhanced H+ Transport Capacity and ATP Hydrolysis Activity of the Tonoplast H+-ATPase after NaCl Adaptation // Plant Physiol. 1990. V. 94. P. 524-530.

104. Roberts J. K. M., Wemmer D., Ray P. M., Jardetzky O. Regulation of Cytoplasmic and Vacuolar pH in Maize Root Tips under Different Experimental Condition // Plant Physiol. 1982. V. 69. P. 1344-1347.

105. Ryan C.A., Walker- Simmons M. Plant Vacuoles // Metods in Enzymology. 1983. V. 69. P. 69-84.

106. Sanders D., Brownlee C., Harper J. F. Communicating with Calcium // Plant Cell. 1999. V. 11. P. 691-706.

107. Saunders G. A. Investigation of vacuoles isolated from tobacco. I. Quantification of nicotine // Plant Physiol. 1979. V. 64. P. 74-78.

108. Smart C.M. Gene Expression During Leaf Senescence // New Phytol. 1994. V. 126. P. 419- 448.

109. Smeelcens S. Sugar- Induced Signal Transduction in Plants Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 2000, 51: 49-81. Springer-Verlag, 1995.

110. Steffens J.C. The Heavy Metal-binding Peptides of Plants // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1990. V. 41. P. 553-575.

111. Strasser H., Tietjen K.G., Himmelspach K., Mattern U. Rapid Effect of an Elisitor on Uptake and Intracellular Distribution of Phosphate in Cultured Parsley Cells // Plant Cell Rep. 1983. V. 2. P. 140-143.

112. Talcahashi K., Isobe M., Knight M.N., Trewavas A.J., Muto S. Hypo-Osmotic Shock Induces Increases in Cytosolic Ca2+ in Tobacco Suspension Culture Cells // Plant Physiol. 1997. V. 113. P. 587-594.

113. Talbot L.D., Zeiger E. The role of sucrose in guard cell osmoregulacion // J. Exp. Bot. 1998. V. 49. P. 329-337.

114. Wagner G. J. Content and vacuole/extravacuol distribution of neutral sugars, free amino acids, and anthocyanin in protoplasts // Plant Physiol. 1979. V. 64. N. l.P. 88-93.

115. Wagner G.J., Siegelman H.W. Large-scale isolation of intact vacuoles and isolation of chloroplast from protoplast of mature plant tissues // Science. 1975. V. 190. N. 4221. P. 1298-1299.

116. Wiebe H. H. The Significance of plant vacuoles // Biosceince. 1978. V. 28. N. 65. P. 327-331.

117. Willenbrinlc J. Die pflanzliche Vacuole als Speicher// Naturwissenschaften. 1987. V. 74. P. 22-29.

118. Wink M. The Plant Vacuole: A Multifunctional Compartment// J. of Experimental Botany. 1993. V. 44. P. 231-246.

119. Wu Y., Kuzma J., Marechal E., Graeff R., Lee H.C., Foster R., Chua N.-H. Abscisic Acid Signaling Through Cyclic ADP-Ribose in Plant // Science. 1997. V. 278. P. 2126-2130.

120. Wyn Jones R.G., Pollard A., Proteins, Enzymes and Inorganik Ions // Encyclopedia of Plant Physiology. New series/Eds Lauchli A., Pirson A., Berlin: Springer, 1983.V. 15B. P. 528- 562.

121. Yancey P.H. Compatibl and Counteracting Solutes // Cellular and Molecular Physiology of Cell Volume Regulation/ Ed. Strange K. Boca Raton: CRC Press, 1994. P. 82-109.

122. Yu S. M. Cellular and Genetic Responses of Plants to Sugar Starvation // Plant Physiol. 1999. V. 121. P. 687- 693.

123. Yuncai Hu, Schmidhalter U. Spacial distributions and net deposition rates of mineral elements in the elongating wheat (Triticum aestivum L.) leaf under saline soil

124. Zeiger E. The biology of stomatal guard cells // Annu. Rev. Plant Physiol. 1983. V. 34. p. 441-475.

125. Zimmermann U. Physics of Turgor- and Osmoregulation// Annu. Rev. Plant Physiol. 1978. V. 29. P. 121- 148.

126. Zimmermann U., Steudle E. Physical Aspects of Water Relation of Plant Cells // Adv. Bot. Res. 1968. V. 6. P. 45-117.