Диффузия органического катиона в клеточных стенках корня

Аннотация

Проводили сравнительное исследование поглощения красителя катионного типа метиленового синего выделенными из корней клеточными стенками, корнями целых транспирирующих проростков и отсеченными корнями. Использовали 7-дневные проростки огурца, кукурузы и пшеницы низкосолевого статуса. Определили количество ионогенных групп в клеточных стенках на 1 г сухого и сырого веществ стенок, их набухающую способность (K_cw), ионообменную способность по красителю (M_cw) в зависимости от времени и коэффициенты диффузии катиона в полимерном матриксе клеточных стенок (D_cw). Показано, что M_cw зависит от рН (или степени диссоциации карбоксильных групп), изменяется в соответствии с количеством карбоксильных групп на 1 г сухого вещества стенок и уменьшается в ряду огурец > пшеница > кукуруза. Для описания экспериментальных кинетических кривых и расчета коэффициентов диффузии катиона применили уравнение для диффузии иона в цилиндр бесконечной длины. Анализ кинетических кривых показал, что выбранная модель адекватно описывает диффузию катиона в клеточных стенках и корнях. В стенках коэффициенты диффузии составили 3,1 · 10^–8, 1,3 · 10^–8, 8,4 · 10^–8 см²/с у огурца, пшеницы и кукурузы соответственно. Определили, что между величинами K_cw и D_cw, которые характеризуют одно и то же свойство полимерного матрикса (жесткость его полимерной структуры или степень сшивки, или проницаемость), существует статистически значимая прямолинейная зависимость, подтверждающая правильный выбор модели для расчета коэффициентов диффузии, так как K_cw и D_cw получены в независимых экспериментах. Определены коэффициенты диффузии катиона в корнях транспирирующих проростков и в отсеченных корнях и показано, что они зависят от вида растения. Скорость диффузии метиленового синего в отсеченных корнях у огурца в 1,5 раза, а у кукурузы и пшеницы в 3–4 раза ниже, чем в клеточных оболочках. Величины коэффициентов диффузии в корнях целых проростков сопоставимы с их значениями для клеточных стенок. На основании экспериментальных данных и результатов расчета сделан вывод о том, что механизм поглощения метиленового синего корнями растений в значительной мере обусловлен ионообменными реакциями между органическим катионом и карбоксильными группами клеточных стенок, а скорость процесса поглощения в целом определяется диффузией катиона в полимерном матриксе клеточных стенок.

Текст статьи

Пожалуйста, введите код, чтобы получить PDF файл с полным текстом статьи: