Mathematical model of action potential in higher plants with account for the involvement of vacuole in the electrical signal generation


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Electrical signals, including action potential (AP), play an important role in plant adaptation to the changing environmental conditions. Experimental and theoretical investigations of the mechanisms of AP generation are required to understand the relationships between environmental factors and electrical activity of plants. In this work we have elaborated a mathematical model of AP generation, which takes into account the participation of vacuole in the generation of electrical response. The model describes the transporters of the plasma membrane (Ca2+, Cl, and K+ channels, H+- and Ca2+-ATPases, H+/K+ antiporter, and 2H+/Cl symporter) and the tonoplast (Ca2+, Cl, and K+ channels; H+- and Ca2+-ATPases; H+/K+, 2H+/Cl, and 3H+/Ca2+ antiporters), with due consideration of their regulation by second messengers (Ca2+ and IP3). The apoplastic, cytoplasmic and vacuolar buffers are also described. The properties of the simulated AP are in good agreement with experimental data. The AP model describes the attenuation of electrical signal with an increase in the vacuole area and volume; this effect is related to a decrease in the Ca2+ spike magnitude. The electrical signal was weakly influenced by the K+ and Cl content in the vacuole. It was also shown that the contribution of vacuolar IP3-dependent Ca2+ channels into the generation of calcium spike during AP was insignificant with the given parameters of the model. The results provide theoretical evidence for the significance of the vacuolar area and volume in plant cell excitability.

Об авторах

E. Novikova

State University of Nizhny Novgorod

Email: vssuh@mail.ru
Россия, pr. Gagarina 23, Nizhny Novgorod, 603950

V. Vodeneev

State University of Nizhny Novgorod

Email: vssuh@mail.ru
Россия, pr. Gagarina 23, Nizhny Novgorod, 603950

V. Sukhov

State University of Nizhny Novgorod

Автор, ответственный за переписку.
Email: vssuh@mail.ru
Россия, pr. Gagarina 23, Nizhny Novgorod, 603950

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2017

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».