Сочинение на тему Ризосферная зона почвы

Ризосфера – это зона почвы, которая окружает корень. По сравнению с объемной почвой ризосфера характеризуется интенсивной микробной активностью и ростом, который стимулируется выделением биологически активных химических веществ из корней (Hiltner 1904, Lynch and Whipps, 1990,). Процесс высвобождения этих соединений был назван ризодепозицией, которая представляет значительную потерю энергии для растений (Marschner 1995). В среднем от 30 до 60% чистого ассимилированного углерода выделяется корням у однолетних видов (Lynch and Whipps 1990, Marschner 1995). Из этого углерода около 5% -21% от общей доли может быть выделено в виде корневых экссудатов в среду ризосферы (Badri 2009, Jones et al. 2011, Badri et al. 2013a Badri et al. 2013b). Было продемонстрировано, что верхушка корня является преобладающим участком экссудации и секреции у здоровых молодых растений, которые четко отделены от более старых тканей с точки зрения метаболического снятия отпечатков пальцев (Bowen 1979). Корневой экссудат играет важную роль в улучшении экологической значимости окружающей среды ризосферы, в частности, контакта почвы и корня, влияющего на физические и химические свойства почвы, опосредующего химическую передачу сигналов, и установления как положительного, так и отрицательного взаимодействия на корне-корне. взаимодействия корней-насекомых и корней-микробов в непосредственной близости от корней (Eilers et al., 2010; Shi et al. 2011b). Кроме того, экссудация этих соединений увеличивала поглощение питательных веществ и улучшала стабилизацию агрегации почвы (Нельсон и Меле, 2007, Баис и др. 2006, Репли и др. 2008, Воган и др. 2011).

Следовательно, природа и относительное содержание этих соединений, их эффективность и регуляция представляют собой основную область интересов в исследованиях биологии корней. Тем не менее, более всесторонний взгляд на состав метаболического разнообразия чрезвычайно разъясняется благодаря недавнему прогрессу в области метаболомики и разработке методов неразрушающего отбора проб (Bakker et. Al. 2012, Chaparro 2013a, Nicole and Harro 2016). Одновременно гены и пути биосинтеза также способствуют обогащению знаний о процессе экссудации корней, что может открыть перспективы для практического применения в сельском хозяйстве и защите растений (Liu et. Al. 2009, Ishimaru et. Al. 2011).

Полный список компонентов корневого экссудата, найденных в литературе, большинство из которых в основном представляют собой низкомолекулярные углеродные (LMW) соединения, состоящие в основном из карбоновых кислот, аминокислот, амидов, сахаров, фенолов, фитозидерофоров, флавоноидов, а также поскольку множество вторичных метаболитов составляют большую часть разнообразия корневых экссудатов (Cesco et. al. 2010, 2012, Phillips et. al. 2012), в нескольких отчетах показано качественное и количественное пропорциональное участие различных классов соединений в тотальная экссудация корня (Azaizeh et. al. 1995). Как правило, концентрация органических кислот в корнях обычно составляет около 10–20 мМ, что составляет 1–4% от общего количества сухого вещества, а концентрация сахаров составляет ок. 90 мМ (Jones, 1998, Farrar et. Al. 2003). Schneckenberger (2008) показал, что концентрация органических соединений колеблется от 0,1 до 10 мМ для отражения концентрации углерода в природных почвенных растворах (Owen and Jones, 2001). Тем не менее, концентрации углерода в углеродных соединениях могут быть увеличены в укоренившейся почве (van Hees et. Al. 2005). Было показано, что высвобождение органики включает два механизма: пассивный отток органических анионов или просто диффузия посредством апопластических путей через специфические белки-носители, которые зависят от проницаемости мембран, полярности выделяемых соединений (Weston et. Al. 2012, Badri and Виванко 2009). С другой стороны, высокомолекулярные (HMW) соединения состояли из слизи (полисахариды) и белков (Bais et. Al. 2006, Badri и Vivanco 2009), которые менее разнообразны, но часто составляют большую долю экссудатов по массе. Исследования показали, что участие аппарата Гольджи в гиперсекреторных клетках корня приводило к экскреции слизи путем дегенерации с последующим выпадением клеток корня (Hirsch and Kapulnik, 1998). Имеются сообщения, демонстрирующие, что многие секреторные ферменты, такие как кислая фосфатаза, фитаза, пероксидаза, фенолоксидаза, транспортируются через вакуолярный компартмент и, следовательно, секретируются везикулой из клеток корня (Oldroyd et. Al. 2005). В целом, процесс является энергетически зависимой или активной протонной накачкой активностью H + -АТФазы, поскольку он участвует с различными мембраносвязанными белками для секреции HMW (Zhu et. Al. 2005, Weston et. Al. 2012, Reddy et. Al. . 2012).