Gipoksiya va uni sezish

Ekologik gipoksiya
O'simliklarda gipoksiya ko'pincha suv toshqini paytida yuzaga keladi, bu esa botqoqlanish yoki suv ostida qolishiga olib keladi. Botqoqlanish - bu tuproqning suv bilan to'yinganligi va ildizlar suvning ko'pligi tufayli nafas ololmasa, suv ostida bo'lish atamasi ildizlardan tashqari o'simlikning havo qismi ham suv ostida ekanligini anglatadi. Ikkala holatda ham yakuniy ta'sir kislorod etishmasligidir.

1.1.1-rasm

Ekologik gipoksiya tuproqning botqoqlanishi yoki o'simliklarning suvga botishi natijasida yuzaga keladi. Tuproqdagi suvning ortiqcha bo'lishi aerob nafas olishni kamaytiradi, bu esa anaerob metabolizm bilan almashtiriladi. Oziq moddalarni qabul qilish kamayadi. Suvga botgan ildizlarni kislorod bilan ta'minlash uchun ildiz tizimida radial kislorod yo'qotilishi (ROL) to'sig'i va aerenxima oxir-oqibat rivojlanadi. O'simlikning havo qismi, garchi suv ostida bo'lmasa ham, botqoqlanishdan ham ta'sirlanadi, stomata o'tkazuvchanligi va CO2 assimilyatsiyasi kamayadi. O'simliklarning to'liq yoki qisman suvga cho'kishi mos ravishda qisqartirilgan yoki kuchaygan cho'zilish bilan tavsiflangan tinchlanish yoki qochish strategiyasini ishga tushirishi mumkin. Suv ostida qolgan o'simlikdagi etilenning tiqilib qolishi o'simlikning suv ostida qolishga umumiy javobini aniqlashda muhim rol o'ynaydi. Aerenxima rivojlanadi va metabolizm asosan anaerobik bo'lib, aerenxima orqali etarli miqdorda kislorod oladigan to'qimalar va organlar bundan mustasno. Bu raqam BioRender yordamida yaratilgan.

O'simliklarning suv toshqinidan qanday omon qolishi o'nlab yillar davomida o'rganilgan va yuqorida tavsiflangan molekulyar reaktsiyalardan tashqari, tirik qolish aerenximaning rivojlanishi, radial kislorod yo'qotilishiga to'siqlarning shakllanishi, tasodifiy ildizlarning paydo bo'lishi, poyalarning cho'zilishi va barg barglari kabi morfo-fiziologik o'zgarishlarni ham o'z ichiga oladi. Umuman olganda, o'simliklar atrof-muhit gipoksiyasiga turli xil strategiyalar orqali javob beradi, bu noqulay sharoitlarda ham o'z hayotini uzaytirishga qaratilgan. Ba'zi o'simlik turlari suv ostida qolishga javob beradi, kislorod kam bo'lgan muhitdan qochishga harakat qilib, o'simlikning hech bo'lmaganda bir qismi suv ustida bo'lishi uchun poyalari, barglari yoki barglarini uzaytiradi. Bu aerenxima orqali kislorodning suv ostida qolgan organlarga o'tkazilishini osonlashtiradi, uning rivojlanishi odatda suv ostida qolishi bilan kuchayadi. Suv ostida qolgan o'simlikni o'rab turgan suv bilan bog'langan etilen ishlab chiqarish muhim rol o'ynaydi va o'simlikning suv ostidan qochishiga imkon beruvchi rivojlangan o'sishning bir necha jihatlarini tartibga soladi. Qochish strategiyasini qo'llaydigan o'simlik turlari Rumex palustris kabi yovvoyi turlarni va ba'zi guruch navlari kabi ekin o'simliklarini o'z ichiga oladi.
Qochish strategiyasi energiya jihatidan qimmatga tushadi. Agar cho'zilish tezligi o'simlikning bir qismini suv yuzasidan yuqorida ushlab turish uchun etarlicha tez bo'lsa, bu foydalidir. Buning o'rniga o'sish kuchaygan bo'lsa, lekin o'simlik suv ostidagi suv yuzasiga etib borishi uchun etarli bo'lmasa, bu strategiya omon qolish uchun zararli, chunki o'simlik o'sish uchun zaxira uglevodlarning ko'p qismini o'sish uchun ishlatadi va qachon uglerod ochligidan qolishi mumkin. suv pasayadi va normal o'simlik fiziologiyasi qayta tiklanishi kerak. Ba'zi o'simlik turlari suv ostida qolishi natijasida paydo bo'ladigan ochlik sindromining oldini olish uchun juda yaxshi moslashgan va o'sishni kuchaytirish o'rniga, o'simlik suv ostida qolganda juda cheklangan o'sishga asoslangan sukunat strategiyasini qo'llaydi. Atrof-muhit gipoksiyasi paytida gen ekspressiyasini tartibga solish juda muhimdir, chunki u bardoshlik uchun zarur bo'lgan genlarning induksiyasini nazorat qiladi. Yuqorida tavsiflangan hujayra hodisalari atrof-muhit gipoksiyasi paytida suv ostida qolgan organlarga aerenxima orqali kislorod tashish natijasida gazlangan to'qimalarda emas, balki suv ostida bo'lganligi sababli etarli darajada kislorod olmaydigan barcha to'qimalarda sodir bo'ladi.