ON THE POSSIBILITY OF INFLUENCE OF CELL SURFACE RELIEF ON STOMATAL MOVEMENTS

A. A. Pautov; Паутов А. А.; E. G. Krylova; Крылова Е. Г.; Yu. O. Sapach; Сапач Ю. О.; O. V. Yakovleva; Яковлева О. В.; K. A. Akhmetgaleeva; Ахметгалеева К. А.; I. A. Pautova; Паутова И. А.

doi:10.31857/S0006813623030109

О ВОЗМОЖНОСТИ ВЛИЯНИЯ РЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТИ КЛЕТОК НА УСТЬИЧНЫЕ ДВИЖЕНИЯ

Авторы: Паутов А.А.¹, Крылова Е.Г.¹, Сапач Ю.О.¹, Яковлева О.В.², Ахметгалеева К.А.¹, Паутова И.А.²
Учреждения:
1. Санкт-Петербургский государственный университет
2. Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН
Выпуск: Том 108, № 3 (2023)
Страницы: 248-256
Раздел: СООБЩЕНИЯ
URL: https://journals.rcsi.science/0006-8136/article/view/134489
DOI: https://doi.org/10.31857/S0006813623030109
EDN: https://elibrary.ru/VQYPEW
ID: 134489

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Складки часто присутствуют на поверхности клеток устьичных комплексов. Это позволяет предположить, что они влияют на устьичные движения. Чтобы оценить справедливость этого предположения, изучены устьичные комплексы с разным рельефом поверхности их клеток, а именно, комплексы с латеральными складками, краевыми устьичными кольцами, кольцами выступов, перистоматическими кольцами, а также складками, расположенными на побочных и основных клетках эпидермы без видимого порядка у Acokanthera oblongifolia, A. oppositifolia, Prunus laurocerasus, Populus tremula, Osmanthus yunnanensis, Raphiolepis ×delacourii, Ternstroemia gymnanthera. У всех изученных видов обнаружена деформация устьиц, обусловленная наличием складок микрорельефа. Поскольку процессы деформации лежат в основе устьичных движений, можно заключить, что складки поверхности клеток устьичных комплексов принадлежат к числу структурных особенностей этих клеток, которые способны влиять на механику устьичных движений.

Ключевые слова

устьичный комплекс, замыкающая клетка, побочная клетка, складки поверхности, устьичные движения

Список литературы

Aylor D.E., Parlange J.-Y., Krikorian A.D. 1973. Stomatal mechanics. – Am. J. Bot. 60 (2): 163–171. https://doi.org/10.1002/j.1537-2197.1973.tb10213.x
Digiuni S., Berne-Dedieu A., Martinez-Torres C., Szecsi J., Bendahmane M., Arneodo A., Argoul F. 2015. Single Cell Wall Nonlinear Mechanics Revealed by a Multiscale Analysis of AFM Force-Indentation Curves. – Biophys. J. 108 (9): 2235–2248. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2015.02.024
Fischer R.A. 1968. Stomatal opening: role of potassium uptake by guard cells. – Science 160: 784–785.
Forouzesh E., Goel A., Mackenzie S.A., Turner J.A. 2013. In vivo extraction of Arabidopsis cell turgor pressure using nanoindentation in conjunction with finite element modeling. – Plant J. 73 (3): 509–520. https://doi.org/10.1111/tpj.12042
Franks P.J., Farquhar G.D. 2007. The mechanical diversity of stomata and its significance in gas-exchange control. – Plant Physiol. 143: 78–87. https://doi.org/10.1104/pp.106.089367
Guttenberg H. 1959. Die physiologische Anatomie der Spaltöffnungen. Handb. – Pflanzen Physiol. 17: 399–414.
Jordan G.J., Weston P.H., Carpenter R.J., Dillon R.A., Brodribb T.J. 2008. The evolutionary relations of sunken, covered, and encrypted stomata to dry habitats in Proteaceae. – Am. J. Bot. 95: 521–530. https://doi.org/ 33https://doi.org/10.3732/ajb.20073
Jost L. 1907. Lectures on plant physiology. Oxford. 564 p.
Koch K., Bhushan B., Barthlott W. 2009. Multifunctional surface structures of plants: an inspiration for biomimetics: invited review. – Prog. Mater. Sci. 54: 137–178. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2008.07.003
Outlaw W.H. 1983. Current concepts on the role of potassium in stomatal movements. – Physiol. Plant. 59: 302–311.
Pautov A., Bauer S., Ivanova O., Krylova E., Sapach Yu., Gussarova G. 2017. Role of the outer stomatal ledges in the mechanics of guard cell movements. – Trees: Structure and Function. 31 (1): 125–135. https://doi.org/10.1007/s00468-016-1462-x
Pautov A., Bauer S., Ivanova O., Krylova E., Yakovleva O.V., Sapach Yu., Pautova I. 2019. Influence of stomatal rings on movements of guard cells. – Trees: Structure and Function. 33 (5): 1459–1474. https://doi.org/10.1007/s00468-019-01873-y
[Pautov et al.] Паутов А.А., Сапач Ю.О., Трухманова Г.Р., Яковлева О.В., Крылова Е.Г., Паутова И.А. 2022. Структурное разнообразие устьичных и перистоматических колец. – Бот. журн. 107 (9): 869–884. https://doi.org/10.31857/S0006813622090083
Radotić K., Roduit Ch., Simonović J., Hornitschek P., Fankhauser Ch., Mutavdžić D., Steinbach G., Dietler G., Kasas S. 2012. Atomic force microscopy stiffness tomography on living Arabidopsis thaliana cells reveals the mechanical properties of surface and deep cell-wall layers during growth. – Biophys. J. 103 (3): 386–394. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2012.06.046
Raschke K. 1975. Stomatal action. – Annu. Rev. Plant Physiol. 26: 309–340.
Reynolds E.S. 1963. The use of lead citrate at high pH as an electron-opaque stain in electron microscopy. – J. Cell Biology. 17: 208–212.
Roth-Nebelsick A., Fernández V., Peguero-Pina J.J., Sancho-Knapik D., Gil-Pelegrín E. 2013. Stomatal encryption by epicuticular waxes as a plastic trait modifying gas exchange in a Mediterranean evergreen species (Quercus coccifera L.). – Plant Cell Environ. 36(3): 579–589. https://doi.org/10.1111/j.1365-3040.2012.02597.x
Roth-Nebelsick A., Hassiotou F., Veneklaas E.J. 2009. Stomatal crypts have small effects on transpiration: a numerical model analysis. – Plant Physiol. 151: 2018–2027. https://doi.org/10.1104/pp.109.146969
Santelia D., Lawson T. 2016. Rethinking Guard Cell Metabolism. – Plant Physiol. 172: 1371–1392. https://doi.org/10.1104/pp.16.00767
Stace C.A. 1965. Cuticular studies as an aid to plant taxonomy. – Bull. Br. Mus. (Nat. Hist.). 4 (1): 1–78.
Wilkinson H.P. 1979. The plant surface (mainly leaf). – In: Anatomy of the dicotyledons. Ed. 2. Vol. I. Oxford. P. 97–117.
Woolfenden H.C., Bourdais G., Kopischke M., Miedes E., Molina A., Robatzek S., Morris R.J. 2017. A computational approach for inferring the cell wall properties that govern guard cell dynamics. – Plant J. 92: 5–18. https://doi.org/10.1111/tpj.13640