Біологічна дія комбінованого магнітного поля на гравітропічну реакцію кореня Lepidium sativum L.

Abstract

Общеизвестно, что первичные корни проявляют позитивный гравитропизм и растут в направлении вектора гравитации, в то время как стебли являются негативно гравитропными и растут в противоположном направлении относительно гравитационного вектора. Мы впервые продемонстрировали, что использование слабого комбинированного магнитного поля (КМП), которое состоит из постоянного и переменного магнитных полей с частотой, резонансной циклотронной частоте ионов кальция, может изменять гравитропическую реакцию корня с позитивной на негативную. Двусуточные проростки Lepidium sativum L. (Brassicaceae Burnett) гравистимулировали в камере, размещенной внутри пермалоидного экрана, где создавалось КМП. Используя эту «новую модель» гравитропической реакции корня, мы изучали некоторые ее компоненты, включая движение амилопластов-статолитов в статоцитах и распределение ионов Ca^(2+) в дистальной зоне растяжения во время гравистимуляции. В отличие от контроля, амилопласты не седиментировали в направлении дистальной части статоцита в проростках в КМП, ионы кальция аккумулировались на верхней стороне гравистимулированного корня. В корнях проростков под влиянием КМП гравитропическая реакция имела признаки нормального физиологического процесса, но в результате корни изгибались в противоположном направлении. Эти результаты подтверждают участие амилопластов-статолитов и ионов кальция в гравитропической реакции растений.

Primary roots exhibit positive gravitropism and grow in the direction of the gravitational vector, while shoots grow opposite to the gravitational vector. We first demonstrated that a weak combined magnetic field (CMF), which is comprised of a permanent magnetic field and an alternating magnetic field with the frequency resonance to the cyclotron frequency of calcium ions, can change the direction of root gravitropism. Two-day-old Lepidium sativum L. (Brassicaceae Burnett) seedlings were gravistimulated in a chamber that was placed into ì-metal shield where such CMF has been created. Using this «new model» of a root gravitropic reaction, we have studied some of its components, including the movement of amyloplasts-statoliths in root cap statocytes and Ca^(2+) ion distribution in the distal elongation zone during gravistimulation. In the CMF unlike control, amyloplasts did not sediment in the distal part of a statocyte, and more Ca^(2+) accumulation was observed in the upper side of a gravistimulated root. A root gravitropic reaction occurs by a normal physiological process resulting in root bending in the CMF although in the opposite direction. These results support the participation of amyloplasts-statoliths and calcium ions in plant gravitropism.