Антагонізм та синергізм іонів: відомі та невідомі поєднання елементів
Рослини є нерухомими організмами, що постійно піддаються різним біогенним стресам, які часто виникають в ґрунті та навколишньому середовищі. Азот (N), фосфор (P), сірка (S), цинк (Zn) і залізо (Fe) є п’ятьма основними поживними речовинами, які суттєво впливають на ріст і розвиток рослин. Незважаючи на їхню важливість, ці елементи часто важкодоступні для рослин через їх низьку розчинність і обмежену рухливість у ґрунті. Проте, щоб впоратися з цими викликами, рослини розробили механізми виживання в умовах багатофакторного стресу і обмеженого поглинання поживних речовин.
Взаємодії між N, Pi (неорганічний фосфат), S, Zn і Fe на фізіологічному рівні були вивчені. Однак молекулярні механізми та сигнальні шляхи, які забезпечують ці взаємодії, залишаються в основному невивченими. У цій статті розглянемо останні дослідження біохімічної та фізіологічної взаємодії між макро- та мікроелементами в рослинах. З особливим акцентом на їх перехресні зв’язки, що включають поглинання N, Pi, S, Zn і Fe та гомеостаз. Зрештою, всебічне розуміння перехресних зв’язків сигналів багатьох поживних речовин у рослинах має важливе біологічне значення, а вирішальне значення – для сталого просування сільського господарства.
Функціональний іоном рослин: складні перехресні зв’язки між макро- та мікроелементами (поєднання елементів)
Понад десять років тому поняття “іоном” розуміли як “композицію мінеральних поживних речовин і мікроелементів живого організму”. Нещодавно деякі вчені запропонували нову концепцію “функціонального іонома”, до якого входять усі мінеральні елементи, необхідні для росту та розвитку живих організмів. Ці елементи можна класифікувати на макроелементи N, P, K, S, Mg і Ca, а також на мікроелементи Zn, Fe, Cu, Mn, Mo, Ni і B (рис. 1). Тим не менш, кілька попередніх досліджень показали, що три додаткові елементи, включаючи Si (кремній), Co (кобальт) і Se (селен), також необхідні для оптимального росту рослин.
Перехресні зв’язки між макро- та мікроелементами або корисними елементами в рослинах у відповідь на дефіцит окремих мінералів.
Рис. 1. Перехресні зв’язки між макро- та мікроелементами або корисними елементами в рослинах у відповідь на дефіцит окремих мінералів. Взаємодії в результаті дефіциту одного елемента (будь-якого з 16 елементів) призводять до посиленого (суцільні лінії) або зниження (штрихові лінії) поглинання інших мінералів.
Дефіцит поживних речовин здатний модифікувати “функціональний іоном” рослинних тканин.
Вчені виявили 18 різних взаємодій у рослинах ріпаку за дефіциту мінеральних поживних речовин на рівні поглинання. Зокрема, поглинання Mo було значно збільшене в рослинах за дефіциту S, Fe, Zn, Cu, Mn або B (рис. 1). Було припущено, що цей результат може бути наслідком прямих і непрямих порушень метаболізму. Mo і S, що призводить до посилення їх транспортерів.
Перехресні зв’язки Si та Zn впливають на “функціональний іоном” кукурудзи. Забезпечення рослин кукурудзи Si та/або Zn значно знижує концентрацію Pi, K, Mg, Ca, Mn, Ni та Co в коренях, але збільшує концентрацію Se. Також повідомляється про позитивний вплив взаємодії Si і Fe на ріст і продуктивність овочів і зернових культур. Таким чином, динаміка “функціонального іоному” рослин, що піддаються індивідуальному мінеральному дефіциту. Свідчить про складність і різноманітність взаємодій між окремими мінеральними поживними речовинами рослин.
Загалом, ці іономічні аналізи додатково підтверджують (поєднання елементів) –
що виникнення складних перехресних взаємозв’язків між мінеральними поживними речовинами в рослинах, вказуючи на те, що за певних недоліків перехресні зв’язки стимулюють або інгібують накопичення інших мінеральних поживних речовин, що змінює іонний склад рослинних тканин. Крім того, деякі дослідження вивчали фізіологічні та генетичні взаємодії між елементами живлення рослин, використовуючи комбіновані підходи іономіки та загальногеномного дослідження асоціацій (GWAS). Застосування низьких Pi за вирощування гусимки звичайної вплинуло на концентрації інших поживних речовин. Зі значним збільшенням концентрацій Zn, Fe, S та зниженням концентрацій міді та кобальту в дослідних рослинах. Завдяки швидкому розвитку множинних підходів, а також системної біології, було досягнуто прогресу в розумінні молекулярних механізмів, що лежать в основі фізіологічних і генетичних процесів, що є результатом багатьох сигналів поживних речовин.
У наземних екосистемах вищі рослини є нерухомими організмами та стикаються зі змінними екологічними стресами. Включаючи дефіцит поживних речовин у ґрунті та високоактивних металів, які значно впливають на виживання та розвиток рослин. Зокрема, культурні рослини, вирощені в ґрунті, протягом свого життєвого циклу піддаються впливу поживних речовин. Наприклад низькому або високому вмісту основних мінеральних елементів, включаючи N, P, S, Zn і Fe. Тому рослини розробили ефективні механізми спільної регуляції цих стимулів для підтримки гомеостазу поживних речовин. На сьогоднішній день несподівані перехресні взаємодії між макро- та мікромінеральними елементами в рослинах давно визнані на морфологічному та фізіологічному рівнях. Тим не менш, незважаючи на їх фундаментальну важливість, молекулярні основи, регуляторні мережі та біологічне значення цих взаємодій у рослинах залишаються недостатньо вивченими.
Як джерело мікро та макроелементів ми рекомендуємо добрива Вандер , а саме – Wonder Leaf Yellow, Wonder Leaf Blue, Wonder Leaf Red та інші сухі добрива, а також рідкі – Wonder Leaf Mono B11, Wonder Leaf Mono Mn 11
Нещодавно кілька досліджень акцентували увагу на аналізі живлення рослин (та поєднання елементів) –
враховуючи дві або більше комбінацій поживних речовин, і припустили, що гомеостаз N, Pi, Zn та/або Fe сильно регулюється в рослинах на різних ієрархічних рівнях. З одного боку, синергетичні ефекти між N і P, а також N і Zn у рослинах рису були продемонстровані на рівнях сигналізації поживних речовин і транспорту. З іншого боку, антагоністичні взаємодії між P і Zn, P і Fe, а також Zn і Fe були відзначені в області живлення рослин на рівнях транскрипційної реакції, сприйняття поживних речовин, сигналізації та транспорту.
Для замовлення добрив дзвоніть +38 067 0000 304
