Радіальний градієнт ультраструктури мітохондрій у коренях Pisum sativum L.

Abstract

Тканинна гіпоксія кореня наземних рослин у середовищі, насиченому киснем, обумовлена високою щільністю тканини та утилізацією кисню в процесі клітинного дихання і простежується у формі поступового зниження концентрації кисню від поверхні органу. Дану природну модель використано на прикладі головного кореня 5-добових проростків Pisum sativum L. для дослідження ультраструктури мітохондрій у тканині, де знижується вміст кисню. Встановлено, що у напрямі від поверхні кореня до ендодерми відбувається поступове збільшення розміру органел, обумовлене набряканням та частково злиттям органел. Утворення однієї глибокої інвагінації призводить до формування чашоподібних органел. Такі зміни в структурі органел названо радіальним градієнтом ультраструктури мітохондрій, який демонструє послідовну перебудову органел на фоні зниження концентрації кисню в тканині. Припускається, що зміна структури мітохондрій може бути неспецифічною відповіддю на дію чинників, які обумовлюють інгібування їхніх енергетичних та/або метаболічних функцій.

Tissue hypoxia in roots of terrestrial plants in the environment saturated with oxygen is conditioned by the high tissue density and oxygen utilization during the cellular respiration, and it is followed by a gradual decrease in the oxygen concentration from the organ surface. We used this natural model on the example of the main roots of 5-day-old seedlings of Pisum sativum L. growing under well-aerated conditions to study the ultrastructure of mitochondria in tissue with reducing oxygen content. In the direction from the root surface to the endodermis, it was found a gradual increase in the size of mitochondria due to swelling and partial fusion of the organelles. The formation of one dominant invagination led to the appearance of cup-shaped organelles in inner cortex cell layers. Such successive changes in the structure of organelles were called the radial gradient of the mitochondrial ultrastructure under a gradual decrease in the cell oxygen content. It is suggested that the described transformations in the mitochondrial ultrastructure could be an unspecific response to conditions that limit their energy and / or metabolic functions.