Замыкающие клетки устьиц

Содержание

1. Замыкающие клетки устьиц
2. Функции и устройство устьичного аппаратаГазообмен между фотосинтезирующими
3. Защита от водного дефицитаВодный потенциал показывает, насколько
4. Расположение устьицВыделяют 4 паттерна расположения устьиц:1. яблочный
5. Типы устьичного аппаратаЗамыкающие клетки окружены добавочными клетками,
6. Какие факторы регулируют работу устьицОтносительная влажность атмосферыСодержание влаги в почвеСВЕТ (суточная ритмичность)ТемператураСкорость ветраНужен компромисс?
7. Какие сигналы чувствуют устьичные клетки?Световой сигналГормональный сигналрецепторывторичные мессенджеры
8. Работа устьичного аппарата: механизмыГлавное – системы ионного
9. New Phytologist, Volume: 222, Issue: 1, Pages:
10. Механизм закрытияВход кальция –> повышение внутриклеточного кальция->
11. Механизм закрытия (продолжение)Выход анионов –> деполяризацияДеполяризация служит
12. Где же место для АФК?Установлено, что АФК
13. Schematic representation of ROS production and signaling
14. Механизм открытияАктивация Н-АТФазы ПМ. Ее активируют синий
15. Механизм открытия (продолжение)В качестве противоиона выступают Сl-,
16. Восприятие устьицами светового сигналаБыло обнаружено, что синий
17. ФототропиныФототропин – белок, содержащий 2 LOV-домена (light,
18. Слайд 18
19. Механизм передачи сигналаКлючевым элементом регуляции является Н+-АТФаза
20. Восприятие устьицами гормонального сигналаАБК является центральным регулятором
21. Транспорт АБКПоскольку АБК может транспортироваться на дальние
22. Рецепция АБКВнутри ЗК АБК связывается с рецептором
23. Запуск ответа на АБККиназы SNRK регулируют активность
24. Слайд 24
25. АБК и Са2+АБК активирует Са2+ каналы через
26. Слайд 26
27. Скачать презентанцию

Функции и устройство устьичного аппаратаГазообмен между фотосинтезирующими тканями и окружающим воздухомРегуляция транспирации, которая нужна для:Движения воды в целом растенииОхлажденияЗамыкающие клеткиУстьичная щельУтолщение внутренней КСЗамыкающие клеткиЭпидеримальные клеткиЭпидеримальные клеткиядрохлоропласты

Главная
Разное
Замыкающие клетки устьиц

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Замыкающие клетки устьиц
Формирование и регуляция

Слайд 2Функции и устройство устьичного аппарата
Газообмен между фотосинтезирующими тканями и окружающим

воздухом
Регуляция транспирации, которая нужна для:
Движения воды в целом растении
Охлаждения

Замыкающие клетки
Устьичная

щель

Утолщение внутренней КС

Замыкающие клетки

Эпидеримальные клетки

ядро

хлоропласты

Функции и устройство устьичного аппаратаГазообмен между фотосинтезирующими тканями и окружающим воздухомРегуляция транспирации, которая нужна для:Движения воды в

Слайд 3Защита от водного дефицита
Водный потенциал показывает, насколько «количество воды» меньше

максимального.
Градиент Ψ показывает направление движения воды в системе почва-растение-атмосфера
Водный потенциал

листа определяется состоянием устьичного аппарата

Защита от водного дефицитаВодный потенциал показывает, насколько «количество воды» меньше максимального.Градиент Ψ показывает направление движения воды в

Слайд 4Расположение устьиц
Выделяют 4 паттерна расположения устьиц:
1. яблочный тип: устьица только

на нижней стороне
2. картофельный тип: устьица преимущественно на нижней стороне
3.

злаковый тип: устьица на обеих сторонах
4. полуводный тип: устьица преимущественно на верхней стороне
5. водный тип: устьица не функциональны

Примеры:
1. яблоня, дуб, клен
2. томаты, капуста, горох, бобы, подсолнечник
3. рис, пшеница, эвкалипт, овес
4. Vioctoria regia, Nymphea, Nelumbium
5. Potomegaton, Blixa, Vallisnaria

Расположение устьицВыделяют 4 паттерна расположения устьиц:1. яблочный тип: устьица только на нижней стороне2. картофельный тип: устьица преимущественно

Слайд 5Типы устьичного аппарата
Замыкающие клетки окружены добавочными клетками, которые могут располагаться

различным образом (видоспецифично) Добавочные клетки не содержат пластид и соединены

плазмодесмами с другими клетками эпидермиса.

нерегулярный

неравный

параллельный

перпендикулярный

звездчатый

циклический

Типы устьичного аппаратаЗамыкающие клетки окружены добавочными клетками, которые могут располагаться различным образом (видоспецифично) Добавочные клетки не содержат

Слайд 6Какие факторы регулируют работу устьиц
Относительная влажность атмосферы
Содержание влаги в почве
СВЕТ

(суточная ритмичность)
Температура
Скорость ветра

Нужен компромисс?

Какие факторы регулируют работу устьицОтносительная влажность атмосферыСодержание влаги в почвеСВЕТ (суточная ритмичность)ТемператураСкорость ветраНужен компромисс?

Слайд 7Какие сигналы чувствуют устьичные клетки?
Световой сигнал
Гормональный сигнал

рецепторы
вторичные мессенджеры

Слайд 8Работа устьичного аппарата: механизмы
Главное – системы ионного транспорта!
Н+-АТФаза, анионные каналы,

катионные каналы (К+, Са2+)
Мембранный потенциал
Синтез и расщепление крахмала
Как следствие, изменение

тургорного давления
Изменение оводнённости и объёма
Насколько давно появилась эта система?

Работа устьичного аппарата: механизмыГлавное – системы ионного транспорта!Н+-АТФаза, анионные каналы, катионные каналы (К+, Са2+)Мембранный потенциалСинтез и расщепление

Слайд 9New Phytologist, Volume: 222, Issue: 1, Pages: 84-90, First published:

16 November 2018, DOI: (10.1111/nph.15593)
Немного об истории устьиц
мхи
большинство
злаки
Функционал накапливался

постепенно.
Сначала устьица возникли для регуляции оводнённости, только потом стали участвовать в поглощении СО2
Главная придумка – тургорное открытие и закрытие

New Phytologist, Volume: 222, Issue: 1, Pages: 84-90, First published: 16 November 2018, DOI: (10.1111/nph.15593) Немного об

Слайд 10Механизм закрытия
Вход кальция –> повышение внутриклеточного кальция
-> Ингибирование Н+-АТФазы и

активация анионных каналов
Анионные каналы быстрого типа (R-type) и медленного (S-type)

обеспечивают выход малата, хлорида и нитрата.
Снижение концентрации малата также вызывается глюконеогенезом: малат превращается в крахмал.

Механизм закрытияВход кальция –> повышение внутриклеточного кальция-> Ингибирование Н+-АТФазы и активация анионных каналовАнионные каналы быстрого типа (R-type)

Слайд 11Механизм закрытия (продолжение)
Выход анионов –> деполяризация
Деполяризация служит движущей силой для

выхода К+ через каналы: GORK.
Выход анионов и катионов приводит к

снижению тургорного давления и уменьшению объема
Есть ли место для АФК?

Механизм закрытия (продолжение)Выход анионов –> деполяризацияДеполяризация служит движущей силой для выхода К+ через каналы: GORK.Выход анионов и

Слайд 12Где же место для АФК?
Установлено, что АФК синтезируются в апопласте

с помощью НАДФН-оксидазы
Они также накапливаются в хлоропластах

Maija Sierla et al.

Plant Physiol. 2016;171:1569-1580

OST1 - Open stomata 1 – киназа – центральный регулятор ответа
ABI1,2 – ABA insensitive – фосфатазы, эффекторы

анионный канал

GUARD CELL HYDROGENPEROXIDE-RESISTANT1 (GHR1), ассоциированная с ПМ атипичная рецепторная киназа – сенсор АФК

Где же место для АФК?Установлено, что АФК синтезируются в апопласте с помощью НАДФН-оксидазыОни также накапливаются в хлоропластахMaija

Слайд 13Schematic representation of ROS production and signaling in guard cells.

Maija Sierla et al. Plant Physiol. 2016;171:1569-1580
©2016 by American Society

of Plant Biologists

Schematic representation of ROS production and signaling in guard cells. Maija Sierla et al. Plant Physiol. 2016;171:1569-1580©2016

Слайд 14Механизм открытия
Активация Н-АТФазы ПМ. Ее активируют синий свет и ауксин,

ингибируют кальций и АБК.
Выход протонов гиперполяризует ПМ и приводит к

входу К+ через КАТ1 и 2, АКТ1 каналы
Выход протонов закисляет апопласт, что также активирует вход К+.

Механизм открытияАктивация Н-АТФазы ПМ. Ее активируют синий свет и ауксин, ингибируют кальций и АБК.Выход протонов гиперполяризует ПМ

Слайд 15Механизм открытия (продолжение)
В качестве противоиона выступают Сl-, нитрат, малат.
Источником малата

является крахмал.
Транспортером для нитрата является СНL1.
Большое количество ионов стимулирует ток

воды через аквапорины, что приводит к повышению тургора и открыванию устьиц

Механизм открытия (продолжение)В качестве противоиона выступают Сl-, нитрат, малат.Источником малата является крахмал.Транспортером для нитрата является СНL1.Большое количество

Слайд 16Восприятие устьицами светового сигнала
Было обнаружено, что синий свет вызывает открывание

устьиц.
При этом достаточно короткого импульса (10-30 сек). Эффект сохраняется в

течение 10 минут после окончания импульса.
Вопрос о рецепторе был сложным: открывание устьиц было нарушено у мутантов по синтезу зеаксантина.
Однако, в 1997 году был описан новый фоторецептор – фототропин.

Восприятие устьицами светового сигналаБыло обнаружено, что синий свет вызывает открывание устьиц.При этом достаточно короткого импульса (10-30 сек).

Слайд 17Фототропины
Фототропин – белок, содержащий 2 LOV-домена (light, oxygen, voltage), а

также киназный домен.
На синем свету происходит автофосфорилирование.
Пики поглощения приходятся на

378 (УФ), 447 и 475 нм (синий свет).
Об участии фототропина в открывании устьиц говорят фенотипы мутантов: одинарных и двойных.

ФототропиныФототропин – белок, содержащий 2 LOV-домена (light, oxygen, voltage), а также киназный домен.На синем свету происходит автофосфорилирование.Пики

Слайд 18

Слайд 19Механизм передачи сигнала
Ключевым элементом регуляции является Н+-АТФаза плазмалеммы.
Ее активность регулируется

путем фосфорилирования и присоединения 14-3-3 белка.
Именно протонная помпа является мишенью

для активированного фототропина.

Механизм передачи сигналаКлючевым элементом регуляции является Н+-АТФаза плазмалеммы.Ее активность регулируется путем фосфорилирования и присоединения 14-3-3 белка.Именно протонная

Слайд 20Восприятие устьицами гормонального сигнала
АБК является центральным регулятором устьичного движения.
Функционирование сигнального

пути зависит от концентрации биологически активного гормона в ткани
Она определяется

суммой процессов: синтеза, деградации, конъюгации/деконъюгации, транспорта.
Синтез АБК происходит в пластидах и цитозоле, преимущественно, в клетках васкулярной паренхимы, но также и в самих З.К., где она хранится в форме неактивных гликозидов.

Восприятие устьицами гормонального сигналаАБК является центральным регулятором устьичного движения.Функционирование сигнального пути зависит от концентрации биологически активного гормона

Слайд 21Транспорт АБК
Поскольку АБК может транспортироваться на дальние расстояния, она служит

надежным стресс-мессенджером.
В ЗК экспрессируется транспортный белок, обеспечивающий вход АБК: ABCG22.
В

проводящих тканях экспрессируется белок, выносящий АБК: ABCG25.

Транспорт АБКПоскольку АБК может транспортироваться на дальние расстояния, она служит надежным стресс-мессенджером.В ЗК экспрессируется транспортный белок, обеспечивающий

Слайд 22Рецепция АБК
Внутри ЗК АБК связывается с рецептором PYR/PYL/RCAR. Небольшой белок

находится в цитоплазме и в ядре, в отсутствии АБК –

в виде димера.
При связывании АБК переходит в мономерную форму, при этом открывается сайт для связывания фосфатазы 2С – негативного регулятора АБК-ответа.

Связывание PP2C позволяет фосфорилировать SNRK2 и запустить ответ на АБК, приводящий к закрытию устьиц

Рецепция АБКВнутри ЗК АБК связывается с рецептором PYR/PYL/RCAR. Небольшой белок находится в цитоплазме и в ядре, в

Слайд 23Запуск ответа на АБК
Киназы SNRK регулируют активность ионных каналов и

протонной помпы:
Они ингибируют Н+-АТФазу, фосфорилируя ее и препятствуя связыванию ее

активатора - 14-3-3 белка.
Они активируют SLAC – выходной анионный канал. Выход анионов ведет к деполяризации мембраны, которая активирует GORK.
Они ингибируют KAT 1 – входной калиевый канал.

Запуск ответа на АБККиназы SNRK регулируют активность ионных каналов и протонной помпы:Они ингибируют Н+-АТФазу, фосфорилируя ее и

Слайд 24

Слайд 25АБК и Са2+
АБК активирует Са2+ каналы через фосфолипидную систему.
Когда Са2+

входит в цитозоль, активируются также каналы на мембранах ЭПР и

вакуоли.
Повышение цитозольного активирует киназы CDPK. Они во многом дублируют SNRK, также воздействуя на ионные каналы и Н+-АТФазу.

АБК и Са2+АБК активирует Са2+ каналы через фосфолипидную систему.Когда Са2+ входит в цитозоль, активируются также каналы на

Слайд 26

Скачать презентацию

Разделы презентаций

Замыкающие клетки устьиц

Содержание

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Замыкающие клетки устьицФормирование и регуляция

Слайд 2Функции и устройство устьичного аппаратаГазообмен между фотосинтезирующими тканями и окружающим

воздухомРегуляция транспирации, которая нужна для:Движения воды в целом растенииОхлажденияЗамыкающие клеткиУстьичная

Слайд 3Защита от водного дефицитаВодный потенциал показывает, насколько «количество воды» меньше

максимального.Градиент Ψ показывает направление движения воды в системе почва-растение-атмосфераВодный потенциал

Слайд 4Расположение устьицВыделяют 4 паттерна расположения устьиц:1. яблочный тип: устьица только

на нижней стороне2. картофельный тип: устьица преимущественно на нижней стороне3.

Слайд 5Типы устьичного аппаратаЗамыкающие клетки окружены добавочными клетками, которые могут располагаться

различным образом (видоспецифично) Добавочные клетки не содержат пластид и соединены

Слайд 6Какие факторы регулируют работу устьицОтносительная влажность атмосферыСодержание влаги в почвеСВЕТ

(суточная ритмичность)ТемператураСкорость ветраНужен компромисс?

Слайд 7Какие сигналы чувствуют устьичные клетки?Световой сигналГормональный сигналрецепторывторичные мессенджеры

Слайд 8Работа устьичного аппарата: механизмыГлавное – системы ионного транспорта!Н+-АТФаза, анионные каналы,

катионные каналы (К+, Са2+)Мембранный потенциалСинтез и расщепление крахмалаКак следствие, изменение

Слайд 9New Phytologist, Volume: 222, Issue: 1, Pages: 84-90, First published:

16 November 2018, DOI: (10.1111/nph.15593) Немного об истории устьицмхибольшинствозлакиФункционал накапливался

Слайд 10Механизм закрытияВход кальция –> повышение внутриклеточного кальция-> Ингибирование Н+-АТФазы и

активация анионных каналовАнионные каналы быстрого типа (R-type) и медленного (S-type)

Слайд 11Механизм закрытия (продолжение)Выход анионов –> деполяризацияДеполяризация служит движущей силой для

выхода К+ через каналы: GORK.Выход анионов и катионов приводит к

Слайд 12Где же место для АФК?Установлено, что АФК синтезируются в апопласте

с помощью НАДФН-оксидазыОни также накапливаются в хлоропластахMaija Sierla et al.

Слайд 13Schematic representation of ROS production and signaling in guard cells.

Maija Sierla et al. Plant Physiol. 2016;171:1569-1580©2016 by American Society

Слайд 14Механизм открытияАктивация Н-АТФазы ПМ. Ее активируют синий свет и ауксин,

ингибируют кальций и АБК.Выход протонов гиперполяризует ПМ и приводит к

Слайд 15Механизм открытия (продолжение)В качестве противоиона выступают Сl-, нитрат, малат.Источником малата

является крахмал.Транспортером для нитрата является СНL1.Большое количество ионов стимулирует ток

Слайд 16Восприятие устьицами светового сигналаБыло обнаружено, что синий свет вызывает открывание

устьиц.При этом достаточно короткого импульса (10-30 сек). Эффект сохраняется в

Слайд 17ФототропиныФототропин – белок, содержащий 2 LOV-домена (light, oxygen, voltage), а

также киназный домен.На синем свету происходит автофосфорилирование.Пики поглощения приходятся на