Распределение тяжелых металлов в растениях и их действие на рост

Серегин, Илья Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Распределение тяжелых металлов в растениях и их действие на рост
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Распределение тяжелых металлов в растениях и их действие на рост"

На правах рукописи

СЕРЕГИН Илья Владимирович

Распределение тяжелых металлов в растениях и их действие на рост

(03.00.12 - физиология и биохимия растений)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук.

00347В80Б

Москва-2009

003476806

Работа выполнена в лаборатории физиологии корня Учреждения Российской академии наук Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, г. Москва

Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор

Иванов Виктор Борисович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, член-корр. РАН, профессор

Гамалей Юрий Владимирович Кошкин Евгений Иванович Носов Александр Владимирович

доктор биологических наук, профессор доктор биологических наук

Ведущая организация: Московский Государственный Университет им. М.В .Ломоносова, биологический факультет

Защита диссертации состоится 20 октября 2009 г. в 11 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 002.210.01 при Учреждении Российской академии наук Институте физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН по адресу: 127276, Москва, ул. Ботаническая, 35.

Факс: (495) 977-80-18, электронная почта: m-azarkovich@ippras.ru; ifr@ippras.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии наук Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН.

Автореферат разослан « 1 » сентября 2009 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских

и кандидатских диссертаций, кандидат биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из важнейших задач экологической физиологии растений является изучение ответной реакции растений на ионы тяжелых металлов, которые при повышенных концентрациях оказывают токсическое действие на самые разнообразные физиологические процессы. Данная проблема имеет не только очевидное практическое значение, которое связано со все возрастающим загрязнением окружающей среды тяжелыми металлами, но также имеет и важное фундаментальное значение, которое связано с исследованием механизмов адаптации и устойчивости растений к тяжелым металлам. Среди них С<! и РЬ - наиболее распространенные токсиканты, тогда как N1 и Ъп относят также и к микроэлементам.

По ряду причин растеши не могут не поглощать большинство тяжелых металлов и в отличие от животных, способны накапливать их в больших количествах. Именно поэтому проблема компартментации тяжелых металлов в растении является определяющей при изучении их токсического действия и механизмов устойчивости.

Способность растений накапливать тяжелые металлы реализуется на разных уровнях организации: клеточном, тканевом и органном, что связано прежде всего со способностью растений накапливать металлы в клеточных оболочках и вакуолях клеток разных тканей и органов, а также с существованием барьерных тканей, ограничивающих передвижение ряда тяжелых металлов. Накопление тяжелых металлов в метаболически-малоактивных компартментах клеток и в органах, которых растение может впоследствии лишиться, а также связывание металлов с хелагорами и их выделение в корневую слизь могут являться механизмами детокешеации тяжелых металлов, в результате чего тяжелые металлы исключаются из активного метаболизма. Благодаря эффективным механизмам детоксикации металлов растения продолжают расти при повышенном их содержании в среде.

Существует большое количество данных, касающихся токсического действия тяжелых металлов и их распределения по органам растений, меньше известно об их внутриклеточном распределении. Данные о распределении металлов на тканевом уровне практически полностью отсутствовали к началу наших исследований, хотя именно изучение их распределения по тканям растений является важным фактором для понимания механизмов их токсического действия и морфо-физиологических механизмов детоксикации. Решение этой задачи тесно связано с необходимостью разработки методов анализа распределения тяжелых металлов по тканям и клеткам растений, которые ранее практически не были разработаны. На этом основании в данной диссертации была поставлена задача разработать такие методы и с их помощью проанализировать связь между распределением, токсичностью и особенностями ростин-гибирующего действия металлов.

Многие виды растений способны накапливать тяжелые металлы, причем их содержание в органах растений может в десятки и даже сотни раз превышать их содержание

в окружающей среде. По способности к аккумуляции тяжелых металлов выделяют две контрастные группы растений: исключатели, у которых тяжелые металлы накапливаются, главным образом, в корневой системе, и аккумуляторы, у которых они накапливаются в больших количествах в надземных органах [Baker, 1981]. В литературе, однако, практически отсутствуют сведения о том, какими морфо-анатомическими и физиологическими особенностями обусловлена способность одних видов растений накапливать тяжелые металлы в корнях, а у других видов - в надземных органах.

Выяснение роли тканей в передвижении и накоплении металлов у исключателей и гипераккумуляторов необходимо, с одной стороны, для понимания механизма гипераккумуляции, что представляет интерес в целях изучения применения гипераккумуляторов для рекультивации почвы и очистки окружающей среды от тяжелых металлов - фигоремедиации, которая в последнее время активно разрабатывается. С другой стороны, это важно для выяснения структурных и физиологических особенностей исключателей, определяющих ограниченное поступление металлов в надземные органы, что представляет несомненный интерес для сельскохозяйственной практики.

Поступая в клетки, тяжелые металлы реагируют с функциональными группами белков и других соединений, что может являться одним из механизмов детоксикации, (металлотионеины и фитохелатины), но вместе с тем приводит к многочисленным нарушениям метаболизма и лежит в основе высокой токсичности тяжелых металлов. Прочность связывания ионов тяжелых металлов с функциональными группами биополимеров может различаться, что может быть одной из причин различной токсичности тяжелых металлов. Поэтому в наших исследованиях были выбраны широко распространенные тяжелые металлы, во-первых, обладающие различным сродством к функциональным группам биополимеров, а во-вторых, накапливающиеся в разных компартментах клетки. Так, Cd, Pb, Zn связываются главным образом с SH-группами и накапливаются в апопласте, a Ni связывается с N-содержащими лигандами и накапливается преимущественно в протопласте.

Токсическое действие металлов четко видно по ингибированию роста, что широко используется для тестирования их присутствия в окружающей среде [Wilkins, 1978; Wang, 1987; Breckle, 1991; Hagemeyer, Breckle 1996]. Действие тяжелых металлов на рост напрямую зависит от особенностей их тканевого и внутриклеточного распределения в растущем участке корня, а также от эффективности механизмов детоксикации, которые по-разному могут реализоваться в различных тканях исключателей и аккумуляторов. Поэтому решение проблемы специфичности и избирательности токсического действия металлов на рост, а также выяснение клеточных механизмов действия тяжелых металлов на отдельные ростовые процессы требует понимания особенностей их передвижения и распределения по органам и тканям в связи со свойствами их ионов.

димы для разработки фундаментальных основ адаптации растений к тяжелым металлам и решения ряда практических задач.

Перечисленные выше проблемы определили актуальность данного исследования. Цель исследования состояла в выяснении роли разных тканей корня и побега ис-ключателей и гипераккумуляторов в передвижении и накоплении тяжелых металлов в связи с особенностями их ростингибирующего действия. Задачи исследования:

1. Выяснить роль разных тканей корня и побега в передвижении и накоплении металлов у исключателей и гипераккумуляторов

2. Выявить возможные причины избирательного накопления металлов в подземных органах исключателей и надземных органах пшераккумуляторов

3. Охарактеризовать на клеточном уровне механизмы ростингибирующего действия РЬ, № и Бг в связи со специфичностью и избирательностью их действия. Научная новизпа работы. Предложены новые методы гистохимического определения Сё, РЬ, Бг и 7.п, а метод для выявления № существенно модифицирован, что позволило повысить его чувствительность. Установлены основные закономерности распределения металлов у исключателей и гипераккумуляторов. Впервые вьиснен вклад разных тканей корня и побега в передвижении и накоплении металлов. Впервые показаны отсутствие физиологических барьеров в меристеме корня для ионов тяжелых металлов, передвигающихся по симпласту и апопласту; роль первичной коры как избирательного аккумулятора таких «апопластических» ионов тяжелых металлов, как Сё и РЬ; отсутствие универсальных тканевых и клеточных барьеров для передвижения тяжелых металлов; функция перицикла как ткани-аккумулятора и «кольцевого коллектора» в передвижении № у исключателей. Выяснена неоднозначность влияния Са на распределение и токсическое действие тяжелых металлов у разных видов. Показана возможная причина «защитного» действия Са - конкуренция за общие места связывания при поглощении и транспорте. Впервые показана роль гистидина в передвижении и накоплении № у исключателей и гипераккумуляторов. Установлено, что феномен пшераккумуляции определяется не только отсутствием тканей-аккумуляторов и барьерных тканей в корне у гипераккумуляторов, но и ограниченным поступлением N1 в вакуоли клеток корня и повышенной скоростью поступления N1 в сосуды ксилемы в корнях гипераккумуляторов, в чем важную роль играет повышенный внутриклеточный уровень гистидина. Проведен сравнительный анализ ростингибирующего действия тяжелых металлов. Экспериментально обоснована специфика механизма действия РЬ, № и Бг на рост наряду с общей неспецифичностью и неизбирательностью токсического действия металлов.

Основные положения, выносимые на защиту: 1. Роль тканей растений в передвижении и накоплении тяжелых металлов не одинакова не только для разных металлов, но и у растений исключателей и гипераккумуляторов.

2. В корнях гипераккумуляторов отсутствуют барьерные ткани и ткани-аккумуляторы, в результате чего их корневая система, в отличие от исключателей, не ограничивает поступление металлов в побег.

3. Гипераккумуляторы Ni, в отличие от исключателей, характеризуются ограниченным накоплением Ni в клетках корня и повышенной скоростью поступления Ni в сосуды ксилемы, в чем важную роль у Thlaspi caerulescens играет внутриклеточный уровень гистидина.

4. Специфика действия отдельных тяжелых металлов на различные ростовые процессы обусловлена как различиями физико-химических свойств их ионов, так и различным характером их передвижения и распределения по тканям и органам растений.

Научная и практическая значимость исследований. Проведенные исследования имеют, прежде всего, фундаментальный характер, поскольку позволяют понять основные принципы и закономерности передвижения и распределения тяжелых металлов по разным тканям в связи с различной ролью последних как у разных видов растений, так и для разных тяжелых металлов. Результаты исследования дают новые представления о специфических и неспецифических чертах ростингибирующего действия тяжелых металлов. Установленные связи между особенностями распределения тяжелых металлов и клеточным механизмом их токсического действия на рост являются важным звеном в понимании устойчивости растений к тяжелым металлам и реакции растений на их избыток. Вместе с тем представленные результаты могут иметь и практическое значение ввиду возрастающего загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. Полученные данные о неоднозначности «защитного» эффекта Ca необходимо учитывать в сельскохозяйственной практике, так как известкование почв - один из наиболее распространенных приемов, направленный на уменьшение поглощения и токсического действия тяжелых металлов. Понимание причин ограниченного поступления тяжелых металлов в надземные органы у растений исключателей и неограниченного - у гипераккумуляторов может быть использовано для разработки методов уменьшения содержания тяжелых металлов в сельскохозяйственной продукции, с одной стороны, и увеличении содержания металлов в надземных органах растений, используемых в технологии фиторемедиации. Кроме того, определение тяжелых металлов с помощью простых гистохимических методов имеет важное значение для экологического мониторинга. Материалы диссертации могут быть рекомендованы для включения в лекционные курсы по физиологии растений и экологии.

Апробация работы. Основные материалы диссертации были представлены на Международной конференции по анатомии и морфологии растений (Санкт-Петербург,

1997), на Международном симпозиуме «Структура и функция корня» (Словакия,

1998), на IV Съезде Общества физиологов растений России (Москва, 1999), на Международном симпозиуме Plants under Environmental Stress (Москва, 2001); на Международной конференции «Биологические ресурсы и устойчивое развитие» (Пущино,

2001); на II Международной конференции по анатомии и морфологии растений (Санкт-Петербург, 2002), на I Молодежной конференции ИФР РАН (Москва, 2003), на V Съезде Общества физиологов растений России (Пенза, 2003), на VIII Международной конференции ботаников (Санкт-Петербург, 2004), на Международной научной конференции «Проблемы физиологии растений Севера» (Петрозаводск, 2004), на П1 научном семинаре «Биоразнообразие природных и антропогенных экосистем» (Екатеринбург, 2004), на Международной конференции «Физиологические и молекулярно-генетические аспекты сохранения биоразнообразия» (Вологда, 2005), на IV Международной научной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2005), на Международной конференции «Биология стволовых клеток: фундаментальные аспекты» (Москва, 2005), на I (IX) Международной конференции ботаников (Санкт-Петербург, 2006), на Международной конференции «Физиология растений - фундаментальная основа современной фитобиотехнологии» (Ростов-на-Дону, 2006), на семинарах лаборатории экологии и физиологии растений Свободного университета (Амстердам, Голландия, 2005, 2006, 2007, 2008), на секции экологии Дома ученых (Москва, 2007), на Костычевских чтениях (Санкт-Петербург, 2007), на Международном семинаре Phytoremediation and Monitoring of Contaminated soil (Санкт-Петербург, 2007), на VI Съезде Общества физиологов растений России (Сыктывкар, 2007), на Международной конференции «Физико-химические основы структурно-функциональной организации растений» (Екатеринбург, 2008).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 48 научных работ, в том числе 23 статьи в отечественных и зарубежных рецензируемых научных журналах.

Личный вклад соискателя. Работа выполнена в лаборатории физиологии корня Учреждения Российской академии наук Института физиологии растений РАН. Из исследований, проведенных в соавторстве с коллегами, в диссертационную работу включены и вынесены на защиту только те результаты, в получении которых автору принадлежит существенная или определяющая роль. Автор выражает глубокую благодарность Е.И. Быстровой, А.Д. Кожевниковой, а также Н.В. Алексеевой-Поповой, А.И. Беляевой, М.Н. Катаевой, Л.К. Шпигун, R. Vooijs и доктору Н. Schat (Свободный университет, Амстердам, Голландия) за оказанную помощь в проведении ряда исследований. Особо благодарен научному консультанту В.Б. Иванову за конструктивные советы и постоянное содействие в работе, а также всем коллегам, принимавшим участие в обсуждении полученных результатов.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 333 страницах и состоит из введения, 4 глав, заключения и выводов. Список литературы включает 625 источника, из них 555 иностранных авторов. Работа содержит 26 таблиц и 99 рисунков. 11 таблиц и 88 рисунков включены в приложение (том 2).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

I. Действие тяжелых металлов и Sr на рост и ветвление корня.

К тяжелым металлам относят большую грушу металлов, обладающих как общими, так и специфическими особенностями их токсического действия на организмы. В литературе тяжелые металлы часто рассматривают как единую группу токсикантов. Однако отдельные металлы четко различаются по физико-химическим свойствам их ионов и токсичности. Механизмы токсического действия тяжелых металлов могут быть различны. Наряду с общими механизмами токсического действия металлов, отдельные металлы в некоторых случаях могут избирательно ингибировать процессы, более специфично связанные с ростом (например, серебро ингибирует синтез этилена [Nichols et al., 1985]). Чтобы полнее охарактеризовать действие тяжелых металлов, в данной работе мы выбрали ряд металлов, заметно отличающихся по своим свойствам, и проанализировали корреляции между свойствами их ионов, распределением металлов по тканям и клеткам и их биологическим действием.

На токсичность металлов влияют другие ионы, присутствующие в среде, наиболее важную роль среди которых играют ионы Са. Известно, что действие Са связано с его физиологическими функциями в клетке как вторичного мессенджера. Однако возможно, что Са конкурирует с тяжелыми металлами как двувалентный катион. В этом случае такое же действие будет проявлять и Sr, который является аналогом Са, но не выполняет свойственных последнему физиологических функций.

В данной работе мы попытались охарактеризовать степень специфичности и избирательности действия отдельных металлов, сравнивая между собой ряд разных металлов, отличающихся по физико-химическим свойствам. Кроме того, было изучено, в какой мере защитный эффект Са может быть обусловлен его физиологической ролью путем сравнения действия Са и его близкого аналога - Sr. В качестве объекта были взяты проростки кукурузы, которые в течение многих лет использовались в нашей лаборатории как объект для скрининга биологической активности разных соединений.

Действие Cd, Pb, Ni и Sr на рост и ветвление корня. Проростки кукурузы (Zea mays L.) выращивали в течение 7 суток на растворах Cd(N03)2 (1, 10 мкМ), Pb(N03)2 (10,100 мкМ), Ni(N03)2 (1, 10, 15, 20, 35, 50 мкМ) или Sr(N03)2 (3 мМ, 35 мкМ) в вегетационной камере (27/25°С день/ночь; интенсивность освещения 3000 лк, 16ч сут'1; относительная влажность 70%; постоянная аэрация раствора). При инкубации растений на растворах 10 мкМ Cd(N03)2, 100 мкМ Pb(N03)2 и 50 мкМ Ni(N03)2 (LC) наблюдали почти полную гибель корней уже на вторые сутки. Боковые корни не возникали. Приблизительно 50%-ное ингибирование роста первичного корня за 24-48 ч инкубации наблюдалось при концентрациях 1 мкМ Cd(N03)2, 10 мкМ Pb(N03)2, 15 мкМ Ni(N03)2, и 3 мМ Sr(N03)2 (LC50) (рис. la). На растворе Хогланда соответствующие

концентрации составляли 38 мкМ Cd(N03)2, 10 мкМ Pb(N03)2, 75 мкМ Ni(N03)2. Ин-гибирование развития боковых корней наблюдалось только в присутствии N¡(N03)2-

Сравнение токсичности разных металлов. Для сравнительной оценки токсического действия тяжелых металлов и Sr проростки кукурузы выращивали в чашках Петри на растворах AgN03, Cd(N03)2, Pb(N03)2, ZnS04, CuS04, Tl2(S04b, CoCl2, Ni(N03)2, Sr(N03)2 и HgCl2 (0.001 - 3 г/л) (pH 6.0). Токсическое действие солей металлов оценивали по ингибировшшю прироста каждого корня за 1-ые, 2-ые и 3-ьи сутки после начала инкубации, изменению длины зоны боковых корней, а также по времени развития боковых корней, которое рассчитывали по методу В.Б. Иванова (1998).

При одинаковой концентрации ионов в растворе (например, при 10"4 М) их токсичность уменьшалась в следующем порядке: Т13+ > Cu2+ > Ag+ > Hg2+ я Cd2+ > Ni2+> Zn2+ к Pb2+ ® Co2+ > Si2*, что в целом совпадало с рядом токсичности, если в качестве критерия принимали 50%-ное ингибирование роста корня (рис. 16, в). Металлы по их действию на рост корня кукурузы можно условно разделить на три группы: сильнотоксичные (Cu, TI, Ag), средиетоксичные (Cd, Ni, Hg) и слаботоксичные (Pb, Со, Za и Sr).

Все изученные соли металлов, за исключением Ni, не влияли на время развития боковых корней (табл. 1), что согласуется с результатами более ранних исследований, которые показали, что ветвление корней очень устойчиво к действию разнообразных токсикантов [Ivanov, 1994]. При неизменном времени развития самих боковых корней, длина зоны боковых корней становилась короче, чем в контроле, за счет ингибирова-ния роста первичного корня. В результате образуется более хомпахтная корневая система, что является общим проявлением токсического действия тяжелых металлов [Breckle, 1991, 1996; Arduini et al., 1994; Hagemeyer, Breckle, 1996].

Токсическое действие Ni на рост и ветвление корня у исключателей и аккумуляторов различается. Для сравнения были выбраны исключатели (Zea mays, Thlaspi perfo-liatum, Т. arvense) и 5 экотипов гипераккумулятора Т. caerulescens (St. Felix, Prayon, Lellingen, LaCalamine, Monte Prinzera), которые выращивали на растворе Хогланда в присутствии Ni(N03)2 в концентрациях 10-30 мкМ для Т. perfoliatum и T.arvense, 3080 мкМ для Z mays и 25-400 мкМ для Т. caerulescens. Снижение накопления биомассы корней и побегов у Т. caerulescens наблюдали при 300 мкМ Ni(N03)2, ay Т. perfoliatum - при 20 мкМ (рис. 2). Боковые корни развивались у Т. caerulescens даже при 400 мкМ, в то время как у Z. mays ингибирование развития боковых корней наблюдалось уже при 60 мкМ Ni(N03)2 в растворе. Причина таких различий кроется в различной роли тканей корня в накоплении тяжелых металлов у исключателей и гипераккумуляторов.

Механизм общетоксического действия тяжелых металлов. Механизмы токсичности тяжелых металлов разнообразны [Emst, 1992, 1999; Серегин, Иванов, 2001; Серегин, Кожевникова, 2006]. Ранее были предприняты попытки проанализировать корреляции между токсичностью отдельных металлов и их физико-химическими свойствами. Особешю четкая зависимость между токсичностью тяжелых металлов и прочностью их связи с SH-группами была установлена при изучении их влияния на фермен-

°100 н

§ 80

н о

^ 60 к

а. 40 о

о 20 О

£ о с

(а) Ш0-24Ч □ 24-48 ч

Н20 N'1 РЬ Сс1 Эг

в Си

V Аа

ш Сс1

0 нд

А Со

@ РЬ

О гп

052

4,0 4,5 5,0 - 1д 1с1Ме, м

Рис. 1. Влияние тяжелых металлов на прирост первичного корня кукурузы (а, б) и корреляция между концентрацией, вызывающей 50%-ное ингибирование роста корня, и сродством тяжелых металлов к БН-группам, выраженное через константу (КО, представляющую собой отрицательный логарифм растворимости соответствующих сульфидов (в).

(а) - 15 мкМ N¡(N03)2, 3 мМ 8г(Ж>3)2, 1 мкМ Са(ЫО,)2 и 10 мкМ РЬ(Ж)з)2.

Таблица 1. Влияние солей различных тяжелых металлов в разных концентрациях на длину зоны боковых корней и время их развития у проростков кукурузы.

-1д[С]Ме. м

Соль Длина зоны боковых корней, мм Время развития боковых корней, ч

контроль 0.01 г/л 0.1 г/л контроль 0.01 г/л 0.1 г/л

Си304 77 ±8 (10) 62 ± 8 (6) 33 ± 9 (4) 51 ±3 (10) 50 + 1 (6) 54 ± 5 (4)

AgNOз 65 ± 5 (4) 42 ± 1 (3) — 55 ± 3 (4) 55 + 3 (3) —

Сё(Ы03)2 71 ±8 (8) 56 ± 9 (4) 24 ± 3 (4) 50 ± 2 (8) 52 + 4 (4) 53 ±3 (4)

НёС12 70 ± 7 (5) 58 ± 2 (4) 34 ± 3 (4) 48 ± 2 (5) 48 ± 5 (4) 50 ± 2 (4)

СоС12 74+5 (6) 70 ± 9 (4) 35 ± 4 (5) 49 ± 2 (6) 53 + 2 (4) 66 ± 2 (5)

гп504 75 ± 7 (8) 71+5(4) 66 ± 5 (4) 48 ± 2 (8) 47 ± 1 (4) 43 + 1 (4)

РЬ(К03)2 67 + 4 (4) 66 ± 8 (4) 60 + 4 (4) 53 ± 1 (4) 53 ± 1 (4) 53 ± 1 (4)

N¡(N03)2 52 ±6(3) 56+1(3) 15 ± 1 (3) 55 + 3(3) 54 ± 3 (3) > 72 (3)

8Г(Ш3)2 52 ± 6 (3) 48 + 2 (3) 52 + 4 (3) 55+3 (3) 55 ±4(3) 53 ± 3 (3)

Примечание. Приведены средние арифметические и их стандартные ошибки. В скобках показано число независимых экспериментов. Длину зоны боковых корней измеряли на третьи сутки после начала инкубации. Прочерк означает отсутствие измерения.

0,08

.0,06

2 0,04 и

та |

°0,02

Thlaspi caerulescens экотип Felix

0,6 0,5 0,4 0,3 0,2

0,0

Т. perfoliatum

корни

черешки

листьев

листовые

пластинки

Контроль 100 150 200 300 400 Концентрация N¡(N03)2, мкМ

Контроль

Концентрация N¡(N03)2, мкМ

Рис. 2. Влияние различных концентраций Ni(N03)2 на сухую массу корней, черешков листьев и листовых пластинок Thlaspi caerulescens (экотип Felix) и Thlaspi perfoliatum после 7 недель инкубации.

РЬ+Са

Вода

Ca(N03)2 (ЮОмкМ) □ W(N03)2 (50мкМ) CaiNOsb + NiCNOab РЬ(Ж>3)2 (50мкМ) CaCNOsb + PbiNOsfe

Рис. 3. Влияиие Са(М03)2 (3 мМ) на рост корня кукурузы (а) и лю пина (б) в присутствии №(Ж>3)2

(35 мкМ), Sr(N03)2 (3 мМ) (а) и Pb(N03)2 (10 мкМ) (а, б). Влияние Ca(N03)2 на ростинги-бирующее действие № и РЬ у проростков амаранта (в).

ты in vitro у разных водных беспозвоночных и рыб [Левина, 1972]. Для растений такие данные нами получены впервые.

Для анализа зависимости токсического действия тяжелых металлов на рост от физико-химических параметров были вычислены коэффициенты корреляции между наиболее значимыми величинами, определяющими свойства атомов и ионов металлов, и молярными концентрациями, вызывающими 50%-ное ингибирование роста корня (LC5o). Существенная положительная корреляция (г = 0.82) была выявлена только между сродством металла к SH-группам и молярными концентрациями, при которых рост тормозится на 50% (рис. 1в). Корреляций с другими изученными параметрами мы не обнаружили.

В ряде работ сравнивали влияние на рост корней одного вида растения разных тяжелых металлов [Neiboer et al., 1980; Wong, Bradshaw, 1982; Karataglis, 1987], не сопоставляя их токсичность и физико-химические свойства. Обработка этих данных выявила четкую корреляцию между сродством металлов к SH-группам и степенью инги-бирования роста корней. При нашем анализе данных Wong и Bradshaw (1982) для Lolium perrene и Karataglis (1987) для Triticum aestivum была обнаружена высокая корреляция между молярными концентрациями, вызывающими 50%-ное ингибирование роста корня, и элекгроотрицательностью (г = 0.9), что свидетельствует о связи между токсичностью металлов и их способностью образовывать прочные ковалентные связи. Однако для корней проростков кукурузы высокой корреляции между этими параметрами не выявлено.

Токсичность тяжелых металлов не определяется только их взаимодействием с SH-группами белков, а зависит также от реакций с другими функциональными группами, от подвижности ионов и других их свойств. Поэтому относительная токсичность отдельных металлов для разных видов растений или других организмов различается.

Выявленная корреляция между степенью ингибирования роста и сродством металлов к SH-группам, необходимым для функционирования большого числа ферментов, позволяет предположить общий для разных металлов механизм неспецифической и неизбирательной токсичности, на который могут накладываться отдельные частные реакции. Поэтому тяжелые металлы можно рассматривать как неспецифически действующие вещества. Их действие обусловлено общими причинами, среди которых важную роль играет взаимодействие с SH-группами белков. Не исключено, что в случае № может происходить также инактивация ферментов, в активные центры которых входит гистидин, так как сродство Ni к N-содержащим лигандам выше, чем к S-содержащим, что определяет особенности его токсического действия.

Общие закономерности влияния тяжелых металлов на рост корней. Несмотря на существенные различия в токсичности (рис. 16), все изученные соли тяжелых металлов имеют общие особенности токсического действия на рост корней: 1) диапазон концентраций, при которых рост ингибируется, невелик, 2) степень ингибирования роста, за исключением Ni, мало изменяется со временем, 3) ветвление корня не инги-

бируется, за исключением Ni, несмотря на сильное ингибирование роста первичного корня (рис. 1, табл. 1). Согласно ранее полученным данным, эти признаки характерны для самых разных соединений: неспецифически действующих неэлектролитов; ряда антибиотиков, не обладающих избирательным действием на рост или деление клеток; солей калия, натрия и других соединений [Ivanov, 1994]. Все эти вещества тормозят рост только при концентрациях, близких к летальным, что в значительной степени обусловлено неспецифическим общим нарушением структуры и метаболизма клеток.

Влияние Ca на ростингибирующее действие тяжелых металлов. Несмотря на активное изучение физиологической роли макроэлементов, и в особенности Ca как вторичного мессенджера в самых разнообразных сигнальных системах, его влияние на проявление токсического действия тяжелых металлов оставалось малоизученным. Для изучения влияния Ca была проведена серия экспериментов, в которой проростки кукурузы инкубировали на растворах Ni(N03)2 (15, 20, 25, 35 мкМ), Sr(N03)2 (3 мМ, 35 мкМ), Cd(N03)2 (1 мкМ) или Pb(N03)2 (10 мкМ); люпина Lupinus rubrum - на растворе Pb(N03)2 (10 мкМ) и амаранта Amaranlhus caudatus - на растворах Pb(N03)2 (50, 100, 200,700 мкМ), или Ni(N03)2 (10, 50, 100, 500 мкМ) в присутствии Ca(N03)2 (3 мМ для кукурузы и люпина и 100 мкМ для амаранта). Действующие концентрации Ca и тяжелых металлов были подобраны в предварительных экспериментах.

Результаты настоящей работы ясно показывают, что действие Ca неоднозначно. В отличие от кукурузы и люпина (рис. 1а, За, б), токсическое действие Ni и РЬ на рост корня амаранта увеличивалось в присутствии Ca (рис. Зв), что согласуется с увеличением их содержания в растущем участке корня. Сходные результаты были получены при изучении поглощения Cd корнями березы [Greger, Jensen, 1995] и Ni гипераккумулятором Berkheya coddii [Boyd, Martens, 1998].

II. Роль различных тканей растений в передвижении и накоплении тяжелых

металлов и Sr.

Тяжелые металлы и Sr поступают в растение главным образом через корневую систему. С целью изучения роли отдельных тканей растений в передвижении и распределении тяжелых металлов, были разработаны гистохимические методы определения Cd, Pb, Sr и Zn, а также модифицирован метод определения Ni, что позволило значительно повысить его чувствительность. Используемые реагенты (дитизон для определения Cd и РЬ, диметилглиоксим для определения Ni, родизонат натрия для определения Sr, цинкон и Zinpyr-1 для определения Zn) обладают высокой чувствительностью к изучаемым металлам и способны проникать в неповрежденные клетки. Изучение распределения металлов проводилось с помощью современных методов световой микроскопии, что позволило проанализировать распределение металлов по тканям корня и побега исключателей и гипераккумуляторов, в результате чего были выявлены основные закономерности распределения и передвижения Cd, РЬ (рис. 4), Sr (рис. 5),

Ni (рис. 6) и Zn (рис. 7). Анализ проводили непосредственно после приготовления срезов корня или побега в условиях, при которых возможность перераспределения металлов ограничена, о чем свидетельствуют результаты специально проведенных серий экспериментов, более подробно описанных в диссертации. Результаты гистохимического анализа были подтверждены данными количественного определения металлов в различных участках корня и в побегах методами анодной инверсионной вольтамперо-метрии [Шпигун, Копытова, 1997] (рис. 4е) или атомно-абсорбционной спектрофото-метрии (рис. 5 о, 6и, 7).

Подобные данные, особенно для Cd и Sr, полностью отсутствовали в литературе, так как гистохимические методы их определения ранее не были разработаны. Однако существует ряд работ, касающихся распределения Ni в надземных органах растений-гипераккумуляторов [Severne, 1974; Heath et al., 1997; Psaras, Manetas, 2001; Bidwell et al., 2004] и распределения Pb по тканям подземных органов ряда видов [Glater, Hernandez, 1972; Wierzbicka, 1987; Tung, Temple, 1996; Gzyl et al., 1997]. Полученные этими авторами результаты согласуются с данными гистохимического анализа, что также позволяет заключить, что разработанные методы выявляют истинное распределение изучаемых металлов. Следует отметить, что при изучении окрашенных срезов, по интенсивности окрашивания мы можем полуколичественно оценивать и сравнивать содержание металла в разных участках среза на единицу площади, в то время как сравнение содержания металла в клетках разных тканей возможно лишь при сходном размере клеток на срезах. На основании полученных данных подробно проанализирована роль отдельных тканей корня и побега в распределении металлов на примере как однодольных (Zea mays), так и двудольных (Lupinus rubrum, Thlaspi perfoliatum, Thlaspi caerulescens, Amaranthus caudatus) растений, относящихся, кроме того, к разным стратегиям: исключателям и гипераккумуляторам. Оценено также влияние Ca на накопление и распределение металлов.

Корневой чехлик. Клетки корневого чехлика и ризодермы участвуют в образовании слизи, покрывающей апикальный участок корня [Данилова, 1974]. Способность слизи связывать тяжелые металлы зависит от сродства ионов металлов к функциональным группам биополимеров слизи. Чем прочнее ионы металлов связываются со слизью, тем медленнее они поступают в корень. Наиболее высоким сродством к этим группам обладают ионы Pb [Mench et al., 1987], которые прочно связывается со слизью. Sr связывается с материалом слизи значительно слабее, что обусловливает его высокую мобильность и быстрое поступление в корень. Для Ni также существенно связывание с материалом слизи. Однако его сродство к уроновым кислотам слизи ниже, чем у РЬ, так как Ni образует связи преимущественно с N-лигандами [Левина, 1972]. Таким образом, слизь может играть роль своеобразного аккумулятора для тех ионов металлов (РЬ), физико-химические свойства которых определяют их высокое сродство к функциональным группам углеводов.

Поступая в клетки корневого чехлика кукурузы, тяжелые металлы и Sr распределяются в них достаточно равномерно (рис. 5м). Ni накапливался преимущественно в

Апикальный уч-к корня Д,

Базальныйуч-к корня

■ 0-24 ч 24-48 ч

0.01 0.1 1 10 0.01 0.1 1 10 Концентрация РЬ(МОз)2. мМ

¿Рис. 4. (а) - отсутствие РЬ в контрольных корнях. Распределение РЬ в проростках кукурузы (б-д), люпина (ж, з), амаранта (и, к) после 24 ч (б, г, д); 48 ч (в, з); 7 суток (ж, и, к) инкубации на растворах 10 мкМ (б, в, д, ж, з), 0.1 мМ (г, и. к) |РЬ(МОз)2 в отсутствие Са (б-д, ж, з, и), в присутствии Са (к). |Показано распределение металлов в апикальном (в, и, к), ¡среднем и базальном участках корня (б, г, д, ж, з) при ЬС50 |(б, в, г, д, ж-к) и IX (г), (е) - содержание РЬ в корнях проро-*стков кукурузы после 1-2 сут выращивания в присутствии (0.01 и 0.1 мМ РЬ(Ж)з)2 (вегетационные сосуды) и 1 и 10 мМ :РЬ(ЖЬ)2(чашки Петри), (д) - плазмолиз 0.7М сахарозой (1ч) ВК - внутренняя кора; К - кора; КП - ксилемная паренхима; Кс - ксилема; Мк - метакси-лема; НК - наружная кора, П - перицикл; Р - ризодерма; С - сердцевина; Ф - флоэма; Э -эндодерма. Для Сс1 на проростках кукурузы получены аналогичные результаты.

50 мкм

мкм

< ' Рис. 5. Распределение вг (а-н, п) в корнях (а-в, е-и, л-н) и по' • бегах (г, д, к) проростков кукурузы и в эпидерме листовой пластинки 7Мнрт саеги^сет (экотип ЬеШп§еп) (п) после 24 Г ч (а, б); 48 ч (в-д, з, и, м, н); 7 суток (е, ж, к, л) или 42 суток .' (п) инкубации на растворах 3 мМ (а-о) или 300 мкМ (п) ~ Щ . 8г(Ы03)2 в отсутствие Са (а-ж, м) или в присутствии Са (з-■ л, н). (о) - содержание Бг в корнях и побегах кукурузы. КЧ - корневой чехлик; ПП - проводящий пучок; ПЦ - покоящийся центр; Эп - эпидерма. Остальные обозначения как на рис. 4.

H T

Кг

ОКл

¿2000

х1500

-1 ООО

п 500 N

о. &

О 0

(И)

■ апикальный участок корня

□ базапьный участок корня

□ побег г

ILL

« 35000

f 30000 О

* 25000

£ 20000 ь:

S. 15000

га

<u 10000

5000 0

5 зоооо

о га

® 25000 5

>-20000

£ 15000 г

юооо

х 5000

га

ё" 0 э

гЬ

ÉL

CVTKM

2 CvTOK

5 суток

Т. caerulescens I Felix (к)

т ■ ¿ V г = -0.94

""■фу. Q-1 г = -0.96

"^f^i г - -0.90

0 1000 2000 3000 4000 Содержание Ni. мкг г сухой массы

¿ Tíilaspi pnfotiaaim (Jl)

# =-0.33

• листовые пластинки О черешки листьев Г - -0.83 V корни

-н^н-

г = -0.21

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Содержание Ni. мкг г сухом массы

ПКл

ЗКл

Рис. 6. Распределение Ni в растениях кукурузы (а-е) и Thlaspi caerulescens экотипов Felix (ж) и Ргауоп (з) по еле 48 ч (а, б, д); 4 суток (в); 7 суток (г, е) или 7 недель (ж, з) инкубации на растворах Ni(N03)2 (35 мкМ (а-в, е), 75 мкМ (в, д), 300 мкМ (ж, з) в отсутствие Ca (а), в присутствии Ca (б-з). (г) - апикальный участок корня, (з) - нижняя эпидерма листа, (и) - содержание Ni в проростках кукурузы (75 мкМ Ni(N03)2). (к, л) - корреляции между содержанием Ni и Ca в растениях Т. caerulescens и Т. perfoliatum. М - межклетник: ЗКл, ОКл, ПКл - замыкающие, основные, побочные клетки.

ОКл

ПКл

•> 4

50 мкм

I ПКл *

М) мкм

_ 20000 20 мкм о

2 18000

Тки^рь сагги^сега ЬеШпгеи т

(Ж)

■ корни

□ черешки листьев

. □ листовые пластинки I

О 100 200 400 800 1000 Концентрация ЗДЫС^, мкМ

Ш ш

г ЕЗ

Рис. 7. Распределение 1г\ в корнях (а-в, з), мезофилле (е), нижней (г) и верхней (д) эпидерме листовой пластинки ТЫахрг саегикясет (экотип ЬеПн^еп) (а-д) и ТЫщя рефИаШт (з) после 7 недель инкубации на растворах 2п(Ж)3)2 (2 мкМ (а, б), 70 мкМ (з), 200 мкМ (в), 800 мкМ (е), 1000 мкМ (г, д). (ж) - содержание в растениях Т. саегиквсет. Закономерности распределения Ъа по тканям при всех изученных концентрациях сохраняются неизменными. КВ -корневой волосок, М - мезофилл, Тр - трихобласт. Остальные обозначения как на рис. 4, 6.

симпласте (мы будем называть такие металлы «симпластическими»), а остальные изученные металлы - преимущественно в апопласте (будем называть такие металлы «апо-пластическими»), Так как поверхностные клетки чехлика и клетки колумеллы различаются по ультраструктуре и выполняемой функции [Данилова, 1974], можно заключить, что различия в строении различных клеток чехлика не обуславливают каких-либо особенностей распределения этих металлов. Равномерное распределение металлов по клеткам корневого чехлика может определяться функциональной однородностью апопласта, в результате чего Cd, Pb и Sr беспрепятственно поступают в клетки всех слоев чехлика. Ni также проникает в клетки колумеллы, что даст основания полагать, что транспорт Ni по протопластам клеток чехлика ничем не ограничен.

Распределение металлов по клеткам чехлика может изменяться в зависимости от присутствм Са. Так, в присутствии Са (3 мМ), РЬ и Sr были обнаружены только в поверхностных клетках чехлика (рис. 5н), а содержание Ni во всех клетках чехлика было ниже, чем в отсутствие Са, что может быть связано с конкуренцией за общие места связывания при транспорте и поступлении ионов в корень. Наиболее выражено явление конкуренции наблюдается в случае Pb, Sr, так как Са также транспортируется преимущественно по клеточным оболочкам [White, Broadley, 2003].

Разные клетки корневого чехлика кукурузы почти в равной степени накапливают Ni, в то время как клетки чехлика гипераккумулятора Thlaspi caerulescens существенно отличаются по этой способности: содержание Ni в клетках колумеллы намного превышало его содержание в периферическом слое клеток и клетках, примыкающих к инициалям. Следовательно, клетки корневого чехлика у разных видов растений различаются по способности накапливать Ni. Пока еще неясно, насколько эти различия обусловлены различиями между исключателями и гипераккумуляторами.

Апикальная меристема корня и зона растяжения. Меристема и зона растяжения характеризуются наличием не полностью дифференцированных тканей.

В меристеме корня находится небольшая группа клеток, названная «покоящимся центром». Содержание Cd и РЬ в клетках покоящегося центра проростков кукурузы было ниже, чем в окружающих клетках меристемы, в то время как содержание Sr в клетках покоящегося центра и окружающих его клетках заметно не отличалось (рис. 5м). До конца неясно, какие особенности строения апопласта клеток покоящегося центра определяют ограниченное поступление в них Cd и РЬ. Так как транспорт этих металлов происходит преимуществешю по апопласту, предполагается, что структура клеточных оболочек и плазмалеммы этих клеток отличаются or структуры оболочек и плазмалеммы окружающих клеток меристемы, что и снижает поступление этих металлов в покоящийся центр [Wierzbicka, 1987]. Однако эти особенности клеточных оболочек клеток покоящегося центра практически не ограничивают поступление Sr, что, по крайней мере отчасти, может определяться более высоким по сравнению со Sr сродством Cd и РЬ к материалу оболочек. Не исключено, что апопласт клеток покоящегося центра проницаем для ионов Sr, как он, вероятно, проницаем и для Са [Peterson, Cholewa, 1998], аналогом которого является Sr.

В незначительной степени ограничивается поступление в покоящийся центр веществ по симпласту. Содержание Ni в покоящемся центре кукурузы было лишь несколько ниже, чем в окружающих тканях меристемы. Можно полагать, что это связано с меньшим, по сравнению с окружающими клетками, количеством плазмодесм между клетками покоящегося центра и клетками окружающих тканей [Clowes, Juniper, 1964].

Таким образом, в зонах деления и растяжения отсутствуют физиологические барьеры для радиального передвижения как «апошгастических», так и «симпластических» ионов металлов.

Распределение металлов в меристеме зависит от присутствия Ca, однако его влияние неоднозначно для разных видов растений. Накопление металлов в апексе кукурузы в присутствии Ca уменьшается (рис. 5о, з). Sr обнаруживается только в поверхностных слоях клеток, тогда как Ni поступает вглубь меристемы. Меньшая конкуренция между Ni и Ca по сравнению со Sr и Ca может определяться преимущественным транспортом Ca [White, 1998; White, Broadley, 2003] и Sr по апопласту, в то время как Ni транспортируется в апикальном участке корня главным образом по симпласту. Распределение Ni в присутствии Ca становится еще более неравномерным по сравнению с его распределением в отсутствие Ca. Более интенсивно окрашивается слой клеток, примыкающий к калиптрогену, периблема и проводящие ткани. В клетках незрелой метаксилемы Ni накапливался в протопластах и, особенно, - на границе с ядерной оболочкой. Важно, что ядра в присутствии Ca практически не окрашивались (рис. 6в). Все это может быть причиной снижения токсического действия тяжелых металлов и Sr на рост корня в присутствии Ca (рис. 1а, За).

В апикальном участке корня амаранта в присутствии Ca накапливалось существенно больше РЬ, чем в его отсутствие (рис. 4и, к), что сопровождалось усилением рос-тингибирующего действия (рис. Зв). Одним из возможных объяснений такого изменения в распределении и накоплении РЬ является предположение о том, что РЬ, накапливающийся в клеточных оболочках может поступать туда из симпласта посредством «контейнерных перевозок» с участием пузырьков Гольджи. Этот процесс является Са-зависимым, а следовательно, в присутствии Ca содержание РЬ увеличивается [Antosiewicz, 2005]. Несмотря на то, что эта гипотеза нуждается в дальнейшем подтверждении, становится очевидным, что для одного и того же металла пути его поступления в корень могут различаться у разных видов растений.

Молекулярный механизм защитного действия Ca изучен еще недостаточно. Показано участие в поступлении тяжелых металлов Са(Н)-транспортера пшеницы LCT1 [Clemens et al., 1998] и других переносчиков [Rogers et al., 2000; Kochian, 2000], а также Ca каналов [Perfus-Barbeoch et al., 2002; Ehlken, Kirchner, 2002] и фитосидеро-форов [Kochian, 2000]. Возможно, катион-связывающие участки транспортеров и каналов имеют более высокое сродство к ионам Ca, чем к ионам тяжелых металлов. Поэтому существует пороговая концентрация (ЗмМ), при превышении которой ионы Ca конкурируют за общие места связывания, в том числе и на переносчиках, в результате

чего поступление тяжелых металлов снижается (рис. 8). В присутствии Са меньшее накопление тяжелых металлов в корне происходит за счет физико-химических процессов, основанных на конкуренции за поглощение между ионами Са и ионами тяжелых металлов. При замене Са на 8г, ионы которого имеют сходные с Са физико-химические свойства, но который не играет функциональной роли, свойственной Са [Коспок, 1986], накопление N1 и его ростингибирующее действие уменьшалось в той же степени, что и в присутствии Са (рис. 8). Накопление 8г в тканях в присутствии N1 также уменьшалось.

Рис. 8. Прирост корня кукурузы (в % от соответствующего контроля) на растворе 35 мкМ Ni(N03)2 в присутствии Ca(N03)2 (а) и влияние Sr на ростингибирующее действие Ni (б).

Представляют интерес данные, касающиеся изменения соотношения между Са и Ni в надземных органах ярутки при увеличении концентрации Ni в растворе. Установлена отрицательная корреляция между содержанием этих двух элементов, которая прослеживалась только для двух экотипов Т. caerulescens (St.Felix и Prayon), тогда как для экотипа Lellingen её не наблюдалось, а у Г. perfoliatum она прослеживалась только для черешков листьев (рис. 6к, л). Последнее явление пока трудно объяснить. Уменьшение содержания Са при увеличении концентрации Ni в растворе, вероятно, можно рассматривать не только как результат конкуренции за общие места связывания при поглощении и транспорте, но и как один из механизмов токсического действия Ni. Можно предположить, что несмотря на различия в распределении, поступление Ni, Sr и Са в корень опосредовано сходными механизмами, например, через Са каналы. Однако должны существовать и другие пути поступления металлов, так как Са каналы большую часть времени остаются закрытыми, в результате чего поддерживается низкая концентрация Са в цитоплазме [White, 2000; White, Broadley, 2003].

Таким образом, ткани апикального участка корня исключателей, где отсутствуют физиологические барьеры для радиального передвижения металлов, можно рассмат-

ривать в качестве тканей-накопителей, где металлы накапливаются только в отсутствие ионов конкурентов.

Рассмотрев особенности распределения и передвижения изучаемых металлов в растущем участке корня, остановимся более подробно на распределении и передвижении металлов в зоне корневых волосков и зоне дифференцированных тканей.

Ризодерма. При выращивании проростков кукурузы на растворах солей тяжелых металлов, они выявлялись в клетках ризодермы (рис. 6г), причем их содержание, как и в других тканях, увеличивалось со временем.

Ризодерма всех изученных нами видов состоит из удлиненных, расположенных в один слой клеток (рис. 4а). Клетки ризодермы (трихобласты) способны к образованию корневых волосков. Вопрос о их роли в поглощении металлов остается мало изученным. С одной стороны, при выращивании проростков кукурузы на растворах тяжелых металлов в чашках Петри, все изученные металлы были обнаружены в хорошо развитых корневых волосках. С другой стороны, в водной культуре, когда новые корневые волоски у кукурузы развиваются очень слабо, металлы также беспрепятственно поступали в ткани корня, из чего можно заключить, что само по себе наличие корневых волосков не определяет поступление металлов в корень.

Не исключено, что роль ризодермы в поглощении и накоплении различных тяжелых металлов неодинакова. Так, например, Сё, РЬ и Бг обнаруживались главным образом в апопласте клеток ризодермы, в то время как N1 накапливался преимущественно в протопластах (рис. 6г). Накопление 7л в атрихобластах и трихобластах обоих видов ярутки существенно различалось: 2п накапливался главным образом в трихобластах и растущих корневых волосках (рис. 7), чего не наблюдалось для других металлов..

Первичная кора. Значительную часть площади поперечного сечения корня занимают клетки коры (рис. 6г). Кора значительно увеличивает диаметр и площадь поверхности корня, что может играть важную роль в накоплении тяжелых металлов. Однако распределение разных металлов, в том числе и в клетках коры, существенно различается. Вклад клеток коры в накопление металлов, транспорт которых происходит по апопласту или по симпласту, будет неодинаков. Для ионов, передвигающихся по апопласту (Сё, РЬ, Эг), наиболее важную роль будет играть «емкость апопласта» клеток коры, которая включает межклетники, клеточные оболочки и периплазматическое пространство. Для металлов, накапливающихся преимущественно в протопласте (N1) важна «общая емкость протопласта» клеток коры. Вероятно, чем выше эти показатели для данного вида растений, тем больше металла может накапливаться в соответствующем компартменте. Важно, что основной объем зрелых клеток коры занимает центральная вакуоль, а слой цитоплазмы местами не превышает толщины клеточных оболочек [Данилова, Стамболцян, 1975]. Основываясь на этих общих предположениях, сравним вклад апопласта и протопласта в связывании ионов.

Емкость апопласта зависит от объема межклетников и катионобменной способности клеточных оболочек, что в свою очередь зависит как от их состава, так и от сродства ионов металлов к материалу оболочек.

При выращивании растений в присутствии Cd и РЬ, их высокое содержание было выявлено в клеточных оболочках кукурузы (рис. 46, г), люпина (рис. 4ж, з), амаранта (рис. 4к). Однако прочность связи различных ионов металлов с компонентами клеточной оболочки неодинакова Она коррелирует с величиной констант стабильности (log К) комплексов металлов с карбоксильными группами углеводов. Для РЬ, например, log К равен 6.4, а для Cd - 4.9 [Рудакова и да, 1988]. Сродство других тяжелых металлов к полигалактуроновой кислоте уменьшается в ряду: РЬ > Сг > Си > Са > Zn [Ernst et aL, 1992]. Как результат, РЬ связывается с материалом клеточных оболочек сильнее, чем Cd, Zn и Sr, а следовательно и скорость его передвижения по апопласту наименьшая. Среди изученных ионов Sr наиболее мобилен. Сравнение констант стабильности ясно показывает, что тяжелые металлы метут успешно конкурировать с Са за места связывания в «замковых зонах» пектинов.

Клеточные оболочки, связывая большое количество металлов, могут ограничивать их поступление в цитоплазму. Связывание металлов в клеточных оболочках, главным образом, клеток коры, можно рассматривать как один из морфофизиологических механизмов детоксикации, направленный на изоляцию металла в метаболически малоактивном компартменге клетки. Многослойную кору растений-исключателей можно рассматривать в качестве ткани-аккумулятора для ионов металлов, обладающих высоким сродством к материалу оболочек и пониженной способностью поступать внутрь клетки (РЬ и в меньшей степени - Cd). Кора является тканью-аккумулятором только в том случае, когда экзодерма не выполняет барьерной роли, а эндодерма, напротив, выполняй роль барьера, ограничивающего поступление тяжелых металлов в центральный цилиндр. Если же барьерной роли эндодерма не выполняет и поток ионов в более глубокие ткани корня не ограничен, то и в коре металл будет выявляться, но не накапливаться, как это наблюдается в случае Sr (рис. 5а) и Zn (рис. 7).

Емкость апопласта определяется не только связыванием металла материалом клеточных оболочек, но и их поступлением в периплазматическое пространство и накоплением на поверхности протопласта. Действительно, РЬ, Sr (рис. 4д, 5ж) и Cd были найдены не только в самих клеточных оболочках, но и на поверхности протопласта, что четко демонстрирует характер распределения металлов в плазмолизированных клетках. Более сложная ситуация прослеживается в случае NL В плазмолизированных клетках он был обнаружен как внутри протопласта, так и в периплазматическом пространстве. Хотя № выявлялся в межклетниках, в самих клеточных оболочках его содержание было низким (рис. 6д), что, вероятпо, определяется его низким сродством к их материалу.

Таким образом, наряду с клеточными оболочками, играющими роль аккумулятора тяжелых металлов, плазмалемма играет роль важнейшего внутриклеточного барьера, ограничивающего проникновение Cd, РЬ и Sr в цитоплазму. Возможность симпластного транспорта для ионов Cd, РЬ и Sr ограничена, хотя и не исключена полностью. Накапливаясь на

поверхности протопласта, тяжелые металлы вызывают разнообразные нарушения в строении и функционировании плазматической мембраны [МеЬа^, 1993; ОиагШ е1 а1., 1997], в результате чего их поступление в клетки может увеличиваться пассивно. Все эти изменения, наряду с инактивацией мембранных ферментов, могут привести к нарушению ионного гомеостаза в клетке.

Накопление С<1 и РЬ в клетках коры обуславливает токсическое действие на них тяжелых металлов. Однако накопление металлов в клетках коры приводило их к гибели только при концентрациях, полностью ингибирующих рост корня, что было показано при использовании красителя проционового яркоголубого Яв, проникающего только в мертвые клетки (рис. 9а). Накопление Сё в клетках наружной коры может быть также одной из причин утолщения клеточных оболочек этих клеток, которое оценивали по их автофлуоресценции и которое наиболее четко наблюдалось на расстоянии 3-4 см от кончика корня (рис. 96). Подобные модификации оболочек могут иметь важное значение, ограничивая поступление металлов по апопласту.

Рис. 9. (а) - отмирание клеток ризодермы и наружной коры апикального участка корня после инкубации проростков кукурузы на растворе Pb(N03)2 (0.1 мМ) в течение 24 ч, (б) -утолщение клеточных оболочек коры корня на расстоянии 3-4 см от кончика после инкубации в течение 5 суток в присутствии 38 мкМ Cd(N03)2 (автофлуоресценция). Обозначения как на рис 4. ЦЦ - центральный цилиндр.

Гистохимический анализ распределения Ni при разных условиях эксперимента показал, что в клетках коры корня кукурузы, за исключением внутренней коры, содержание Ni на единицу площади клетки невелико. Накопления значительного количества металла в вакуоли также, по-видимому, не происходит (рис. 6д). Таким образом, для «апопластических» ионов кора является важнейшей тканью-аккумулятором, в то время как для «симпластических» ионов тяжелых металлов ее роль сводится только к передвижению металлов по радиусу корня и накоплению во вну тренней коре.

Клеточные оболочки наружного слоя коры (экзодермы) в базальном участке корня кукурузы утолщаются, в результате чего экзодерма часто рассматривается в качестве апопластического барьера [Hose et а!., 2001]. Металлы, передвигающиеся по апопласту (Cd, РЬ), аккумулируются во всех слоях клеток коры (рис. 46), хотя в базальном участке корня их содержание в более внутренних от экзодермы слоях клеток ниже. Как по-

казали исследования с локальным воздействием высоких концентраций Cd и РЬ на ограниченный участок корня, вертикальное передвижение этих металлов по клеткам коры ограничено. Отсюда можно полагать, что часть металлов проходит через модифицированные клеточные оболочки экзодермы. Ni накапливался в протопластах клеток экзодермы в базальном участке корня, в то время как содержание металла в подлежащем слое коры было существенно ниже. Sr, в отличие от Cd, РЬ и Ni, свободно поступал через клетки экзодермы в прилежащие ткани (рис. 5). Все эти данные свидетельствуют о том, что барьерная функция экзодермы, так же как и в случае эндодермы, не универсальна. Именно эффективность тканевых барьеров (экзо- и эндодермы) наряду с другими факторами, рассмотренными выше, определяет функционирование всей коры или только наружного ее слоя в качестве ткани-аккумулятора.

У всех изученных экотипов гипераккумулятора Т. caerulescens и у исключателя Т. arvense кора представлена только двумя слоями клеток. Ni не накапливается в клетках коры корня Т. caerulescens вплоть до концентрации соли Ni в растворе 400 мкМ (рис. 6ж), что в 20 раз больше концентрации, при которой Ni накапливался в коре корня Т. arvense и в 5 раз больше концентрации, при которой наблюдалось высокое содержание Ni во всех тканях корня кукурузы. Принимая во внимание, что большинство гипераккумуляторов представляют собой растения с маленькой биомассой и низкой скоростью роста, можно предположить, что аккумулирующая способность корневой системы у таких видов понижена, но взамен этого они обладают более эффективными механизмами транспорта металлов в надземные органы.

Одно из возможных объяснений данного явления заключается в том, что растения Т. caerulescens неспособны эффективно транспортировать Ni в вакуоли клеток корня, в то время как у Т. arvense он закачивается в вакуоль. Эта точка зрения согласуется с результатами Lasat с соавт., которые показали, что вакуолярная фракция Zn у Т. caerulescens была меньше, чем у Т. arvense [Lasat et al., 1998]. Немаловажную роль в этом могут играть низкомолекулярные хелаторы, такие как гистидин, на чем мы более подробно остановимся ниже.

Таким образом, первичная кора корня исключателей является основной аккумулирующей тканью для ряда тяжелых металлов, способность клеток которой накапливать металлы зависит как от сродства ионов к функциональным группам пектинов оболочки, так и от эффективности функционирования экзодермального и эндодермального барьеров.

Эндодерма. Хорошо известно, что эндодерма является важнейшим функциональным барьером, ограничивающим поступление РЬ в центральный цилиндр корня у целого ряда видов [Wierzbicka, 1987; Ksiazek, Wozny, 1990; Tung, Temple, 1996]. Аналогичные данные были нами получены на корнях однодольных (кукуруза) и двудольных (люпин) растений. РЬ был обнаружен главным образом в ризодерме и коре (рис. 46, в, з). Эндодерма у 3-4 дневных проростков вышеупомянутых видов в среднем участке корня находилась на разных стадиях развития. В то время, как у кукурузы выявлялись

только пояски Каспари, у люпина утолщение распространялось и на внутренние тан-гентальные клеточные оболочки. Следовательно, для ограничения транспорта РЬ достаточно формирования поясков Каспари и необязательно развития субериновой пластинки и U-образных утолщений. Так как пояски Каспари присутствуют фактически у всех сосудистых растений [Peterson, Cholewa, 1998], можно полагать, что барьерная роль эндодермы для ионов РЬ и аналогичных веществ, транспорт которых происходит по апопласту, универсальна для всех видов растений.

Барьерная роль эндодермы определяется не только суберинизацией клеточных оболочек, но и малой проницаемостью плазмалеммы, плотно прилегающей к оболочке в области пояска [Данилова, 1974]. В результате передвижение ионов по периплазма-тическому пространству становится невозможным, а клетка получает возможность контролировать поступление ионов в симпласт, а следовательно, и в центральный цилиндр. Поэтому существует определенный концентрационный порог токсичных ионов в апопласте (скорее всего - в периплазматическом пространстве), при превышении которого нарушается структура и функционирование плазмалеммы, увеличивается ее проницаемость, а следовательно, ионы металлов беспрепятственно проходят в ткани стелы. Действительно, при летальных концентрациях РЬ в растворе, он был обнаружен во всех тканях корня уже после первых суток инкубации (рис. 4г). Важно, что при данной концентрации, как показали исследования с использованием проционовых красителей, клетки эндодермы оставались живыми (рис. 9а). Следовательно, неконтролируемое поступление РЬ в центральный цилиндр было обусловлено только нарушением проницаемости мембраны эндодермы, а не являлось следствием отмирания ее клеток.

Ra-ясно иыясиить,

ионов. Транспортируясь по апопласту клеток коры, Sr, в отличие от Cd и РЬ, уже через сутки после начала инкубации был обнаружен во всех тканях корня (рис. 5а, б). Проникновение металлов через эндодерму не может быть результатом изменения свойств гидрофобного слоя поясков Каспари или особенностей упаковки и состава углеводов клеточных оболочек в корнях. При передвижении через эндодерму ионы должны пройти через цитоплазму этих клеток. Содержание Sr в эндодерме было достаточно высоким, причем интенсивное окрашивание, свидетельствующее о его присутствии, было обнаружено в протопластах клеток (рис. 5а). Исходя из этого, можно предположить, что его транспорт через эндодерму осуществляется по симпласту.

Поступление Ni в протопласты клеток определяет иное, по сравнению с Cd и РЬ, распределение по тканям корня. Уже на вторые сутки инкубации Ni был выявлен во всех тканях корня, включая центральный цилиндр (рис. 6а). Однако эти данные еще не свидетельствуют о том, что эндодерма проницаема для ионов Ni. Ni, так же как Cd и РЬ, мог поступать в центральный цилиндр через апикальный участок корня, где пояски Каспари еще не развиты. Для выяснения этого вопроса проростки кукурузы инкубировали на растворах с нетоксичной концентрацией Ni(N03)2 (1 мкМ). В этих опытах

кончик корня отрезали, а поверхность среза замазывали ланолином или вазелином, которые предотвращали поступление № в корень через поверхность среза. Размер отрезанного участка корня составлял 1 см, что незначительно превышало в совокупности длину зоны деления и растяжения у проростков кукурузы. Отсутствие N1 под ланолиновым чехлом свидетельствовало как об ограниченном поступлении металла из вышележащего участка корня, так и об отсутствии существенного проникновения № через ланолин или вазелин. Однако в базальном участке корня № был обнаружен не только в ризодерме и коре, но и в тканях центрального цилиндра, и особенно в эндодерме.

Таким образом, эндодерма проницаема для ионов №, хотя в интакгных корнях нельзя исключить их поступление через апикальный участок корня. Степень проницаемости эндодермы для ионов № невысока. В тканях центрального цилиндра и даже в перицикле содержание № было ниже, чем в эндодерме (рис. 6а, е). Об этом можно судить, так как клетки эндодермы, перицикла и ксилемной паренхимы имеют соизмеримый размер на поперечном срезе. Можно предположить, что накопление большого количества № в эндодерме определяется как наличием в этих клетках крупной вакуоли [Сгутазгсутека, ОоКпоууБк!, 1987], так и присутствием большого количества белка, о чем свидетельствует интенсивное окрашивание клеток эндодермы проционовым синим ЯБ. В этом проявляются свойства эндодермы как ткани-аккумулятора N1 при потере ее барьерных свойств.

Следовательно, барьерная роль эндодермы для Сё и РЬ характерна для растений-исключателей из разных классов цветковых растений и в этом отношении, по-видимому, универсальна. В то же время барьерная роль эндодермы не универсальна для разных металлов (N1, Бг) и зависит от способа передвижения металлов по тканям корня, что в свою очередь может определяться как физиологическими особенностями растений, так и физико-химическими свойствами ионов металлов.

Распределение № в клетках эндодермы исключателей и аккумуляторов различается. У кукурузы эндодерма играет роль аккумулятора N1, в то время как у Т. саеги1е5сепз содержание N1 в клетках эндодермы было часто ниже предела определения гистохимического метода даже при концентрации №(N03)2 в растворе в 5 раз большей (рис. бж). Маловероятно, что N1 поглощается и поступает в проводящие ткани только в апикальном участке корня, где всегда наблюдается наиболее интенсивное окрашивание тканей. Надо полагать, что наряду с незначительной аккумулирующей способностью клеток коры корня Т. саегиЫзсет, эндодерма проницаема для № и не участвует в его накоплении. В отличие от Т. саегикхсет, клетки корня Т. рег/оИаШт и Т. агуеже накапливали определяемые количества N1 в клетках коры и эндодермы при концентрации N¡(N03)2 в растворе в 20 раз меньше. Понятно, что токсическое действие N1 на клетки корня исключателей будет больше, чем у гипераккумуляторов. Отсутствие барьерной роли эндодермы у ярутки показано также для Бг и Хп (рис. 7).

Итак, в отличие от Сё и РЬ, № способен поступать в центральный цилиндр через эндодермальный барьер, и эта способность проявляется в большей степени у расте-

ний-гипераккумуляторов. Такие особенности передвижения и распределения Ni могут являться одной из причин наличия в природе намного большего числа растений гипераккумуляторов Ni по сравнению с аккумуляторами Cd и Pb [Salt, Ensley, 2000].

Перицикл и паренхима стелы. Роль клеток перицикла в передвижении ионов, в том числе и тяжелых металлов, мало изучена. Металлы, которые не проникают через эндодермальный барьер (Cd и РЬ), практически не поступают в клетки перицикла (рис. 4з). Однако ионы, которые проходят через эндодерму по симпласту, выявляются в пе-рицикле. Среди изученных металлов локализация Ni и Sr в перицикле существенно различалась: Ni накапливался в протопластах клеток перицикла проростков кукурузы (рис. 6а, г, е), в то время как Sr выявлялся преимущественно в клеточных оболочках (рис. 5в, и). Полученные данные свидетельствуют о том, что Sr, пройдя через эндодерму по симпласту, вновь транспортируется через плазмалемму и выходит в апо-пласт. Можно предположить, что Sr, так же как и Са, поступает в симпласт эндодер-мальных клеток через Са каналы и транспортируется через мембрану посредством Са2+-АТФазы или Са2+/Н+ антипортера в клетках стелы на границе с эндодермой [White, 1998].

Содержание Ni в клетках перицикла, хотя и меньше, чем в эндодерме, но зачастую гораздо больше, чем в клетках ксилемной паренхимы (рис. 6а, г, е), в то время как преимущественного накопления Sr в клетках перицикла кукурузы по сравнению с другими тканями центрального цилиндра не наблюдалось (рис. 5в, е, и). При сходных размерах этих клеток на поперечном срезе, мы можем сравнивать содержание металлов на единицу площади клеток по интенсивности их окрашивания. Уменьшение интенсивности окрашивания клеток ксилемной паренхимы по сравнению с перициклом свидетельствует о том, что поступление Ni чч кпеток- перицик-пя r другие, ткяни центрального цилиндра ограничено. Причина ограниченного поступления Ni в ткани стелы может заключаться в том, что транспорт Ni в центральном цилиндре происходит по симпласту, а большая часть плазмодесм в перицикле расположена в наружных тан-гентальных и радиальных оболочках клеток перицикла. Только около 10% плазмодесм у 7-дневных проростков злаков находилось на внутренних тангентальных оболочках [Vakhmistrov, 1981; Вахмистров, 1991]. Ясно, что у таких исюночателей как кукуруза, перицикл играет роль «кольцевого коллектора», накапливающего Ni, возможно еще и благодаря высокому содержанию белка, являясь, таким образом, одновременно и тканью-аккумулятором. Впервые коллекторная роль перицикла для ионов калия была показана Д.Б. Вахмистровым [Вахмистров, 1991]. При мощном поступлении Ni из клеток коры, клетки эндодермы и перицикла структурно имеют значительно меньший «выход», аккумулируя тем самым Ni в протопласте. Конечно, подобное явление было бы невозможным, если бы ионы Ni были способны, подобно Sr, проходить через плазмалемму клеток стелы и транспортироваться по апопласту.

В отличие от Ni, содержание Sr в клеточных оболочках клеток перицикла и центрального цилиндра уже после двух суток инкубации было приблизительно одинако-

во. Роль перицикла как «коллектора» ионов свойственна, по-видимому, только для ионов, передвигающихся по симпласту.

Важно установить, играет ли перицикл роль коллектора у гипераккумуляторов. При изученных концентрациях №, его накопления в перицикле Thlaspi caerulescens не происходило. Следовательно, в корнях гипераккумуляторов отсутствуют не только барьеры для передвижения Ni, но и, что возможно более важно, - отсутствуют ткани-аккумуляторы и ткани-«коллекторы» и, как следствие, корневая система не играет барьерной функции, свойственной исключателям. Причины этих различий могут скрываться как в структурных, так и в физиологических особенностях клеток этих тканей.

Клетки перицикла, расположенные против сосудов ксилемы, наряду с признаками дифференцированных тканей, несут черты ультраструктуры, характерные для меристем, что играет важную роль в заложении и развитии боковых корней. Развитие боковых корней устойчиво к действию большинства тяжелых металлов (табл. 1). Однако причины этой устойчивости различаются. С одной стороны, металлы могут не поступать в перицикл (Cd и РЬ) и поэтому не влиять на ветвление корня. С другой стороны, металлы могут проходить через эндодерму, но накапливаться в клетках перицикла в метаболически-малоактивном компартменте - клеточных оболочках. Это свойственно Sr, что наряду с его слабой токсичностью, обуславливает нормальное заложение боковых корней. Уникальным в этом отношении является Ni, для которого перицикл является аккумулятором и «коллектором». Накапливаясь в протопласте и обладая высокой цитотоксичностью, Ni ингибирует ветвление корня, что наблюдалось также у проростков риса даже при более низких, чем в наших экспериментах, концентрациях Ni в растворе [Samantaray et а!., 1997].

Ингибирующее действие Ni на образование боковых корней не наблюдалось у Т. caerulescens, что связано с низким содержанием Ni в клетках перицикла даже при концентрации соли Ni в растворе в 10 раз большей, чем для кукурузы. Перицикл гипераккумуляторов не играет роли аккумулятора и «коллектора» Ni и не препятствует его поступлению в ксилему.

Итак, устойчивость образования боковых корней у исключателей в присутствии тяжелых металлов определяется либо ограниченным их поступлением в клетки перицикла (Cd или РЬ), либо накоплением металла в клеточных оболочках (Sr). Различия в ответе на Ni у исключателей и гипераккумуляторов определяются, по-видимому, различиями в накоплении Ni в перицикле как результат отсутствия аккумулирующей и коллекторной функции перицикла у гипераккумуляторов.

Паренхимные клетки стелы включают в себя ксилемную паренхиму и паренхиму сердцевины, клетки которых отличаются по своей структуре. Клетки ксилемной паренхимы в корнях кукурузы имеют утолщенные клеточные оболочки, что также отличает их от паренхимы первичной коры [McCully, Canny, 1988]. Поступая через эндо-дермальный барьер, уже через сутки после начала инкубации Sr выявлялся в апопла-

сте клеток всех тканей стелы (рис. 56), что, казалось бы, находится в противоречии с данными о структурных особенностях клеточных оболочек этих клеток. Однако данное противоречие легко объяснить, если принять во внимание, что прочность связывания Sr с материалом клеточных оболочек невысока. Кроме того, значительная часть металла находится на поверхности клеточных оболочек или в периплазматическом пространстве (рис. 5ж). В совокупности это может определять высокую мобильность Sr, в результате чего модификация клеточных оболочек паренхимы стелы не ограничивает его передвижение в более глубокие ткани корня, в том числе в клетки сердцевины (рис. 56, в, е, и).

Чтобы проверить, для всех ли ионов металлов апопласт ксилемной паренхимы также проницаем, как для ионов Sr, было изучено распределение Cd и РЬ в разрезанных вдоль корнях. У таких корней ветвление корня не ингибировалось в присутствии Cd и РЬ, хотя эндодерма уже и не выполняла барьерной функции. Этот факт заставляет предположить, что проницаемость апопласта коры и центрального цилиндра для ионов Cd и РЬ различна. При гистохимическом исследовании распределения Cd и РЬ в разрезанных вдоль корнях было обнаружено, что Cd и РЬ проникали только через 2-3 слоя клеток от поверхности разреза, тогда как по коре они доходили до эндодермы. Принимая во внимание, что Cd и РЬ могут поступать в стелу и проводящие ткани через апекс корня, где отсутствуют физиологические барьеры для передвижения ионов, клетки ксилемной паренхимы можно рассматривать в качестве избирательного, неуниверсального для разных ионов, барьера, ограничивающего их передвижение по апопласту центрального цилиндра. Данное предположение подтверждается накоплением Cd и РЬ только в паренхиме, окружающей сосуды метаксилемы, что для РЬ подтверждается другими работами [Tung, Temple, 1996; Pielichowska, Wierzbicka, 2004].

При различиях в транспорте разных ионов по апопласту стелы, транспорт по сим-пласту ничем не ограничен. Ni, проходя через эндодермальный барьер поступал во все ткани стелы. Его содержание в протопластах клеток стелы было ниже, чем в эндодерме и перицикле (рис. 6а), что определяется аккумулирующей ролью последних.

Проводящие ткани. Ведущая роль в дальнем транспорте ионов по ксилеме отводится сосудам метаксилемы [McCully, 1995]. Основным принципом в организации тканей стелы корня является пространственное разделение флоэмы и ксилемы при непосредственном контакте каждой из этих тканей с перициклом. Cd и РЬ в незначительных количествах выявлялись в проводящих тканях корня и побега, особенно при отсутствии ионов-конкурентов в среде, что еще раз свидетельствует о существовании в апикальном участке корм «обходного» пути поступления этих металлов в стелу. Sr уже через двое суток накапливался во всех тканях побега (рис. 5г, д), что свидетельствует об отсутствии барьеров на пути его передвижения. Содержание Ni в надземных органах проростков кукурузы было незначительным. Одной из причин подобного ограниченного поступления Ni в побеги исключателей может являться его накопление в областях перфораций между члениками сосудов метаксилемы (рис. 66).

Вопрос о возможности транспорта металлов по флоэме до настоящего времени остается до конца не решенным. Как Sr, так и Ni были обнаружены во флоэмных элементах (рис. 5в, и, 6а). Возможность транспорта Ni по флоэме была показана ранее [Zeller, Feller, 1998], однако Sr такой способностью, по-видимому, не обладает [Koranda, Robinson, 1978; Zeller, Feller, 2000] или эта способность ограничена.

Таким образом, у растений-исключателей низкое содержание металлов в надземных органах определяется барьерной функцией корневой системы. Для Cd и РЬ эта функция определяется барьерной ролью эндодермы, в то время как для металлов, проходящих через эндодермальный барьер (Ni), могут функционировать иные морфофи-зиологические барьеры на уровне корня, например накопление в местах перфораций. Все перечисленные барьеры, однако, не универсальны для всех металлов. В отличие от исключателей, у гипераккумуляторов функциональные барьеры на уровне корня и побега отсутствуют.

Ткани надземных органов растений. В побегах исключателей Cd, РЬ и Ni были обнаружены в проводящих тканях, в эпидерме, а также, в случае Ni, в клетках эндодермы мезокотиля кукурузы. Особенностью распределения Sr в надземных органах является его накопление во всех тканях побега (рис. 5г, д, к). В побеге кукурузы для Sr характерен апопластный транспорт, для которого в побеге не существует функциональных барьеров.

Иные закономерности распределения металлов можно проследить у гипераккумуляторов, что четко проявляется в случае Ni и Zn. В го время как у исключателей тканями-аккумуляторами являются отдельные ткани корня, то у гипераккумуляторов сходную роль играет эпидерма стебля и листа, в клетках которой наблюдается накопление Ni (рис. 6з) и Zn (рис. 7г, д). Повышенное содержание Ni в эпидерме листа было отмечено и у других гипераккумуляторов [Bidwell et al., 2004; Broadhurst et al., 2004].

Роль отдельных клеток эпидермы в накоплении Ni различна и литературные данные в этом отношении крайне противоречивы. При сравнении распределения Ni у разных экотипов Т. caerulescens было показано, что Ni накапливается преимущественно в крупных клетках эпидермы стебля, черешка листа и водозапасающих клетках эпидермы листовой пластинки (рис. 6з), причем клетки нижней и верхней эпидермы листа различаются по способности накапливать Ni: в нижней эпидерме эти клетки аккумулируют больше металла, чем те же клетки верхней эпидермы.

Само по себе существование подобных «емкостных» клеток в покровной ткани не определяет способность гипераккумуляторов накапливать Ni в надземных органах, так как подобные клетки, хотя и меньших размеров, имеются у Т. arvense и Т. perfoliatum. Их существование является необходимой предпосылкой, определяющей способность к гипераккумуляции, которая проявляется только при отсутствии барьерной функции корневой системы и неограниченном поступлении металла в побег.

Можно ожидать, что если бы накопление Ni в эпидерме определялось бы только явлением транспирации, то наибольшее содержание Ni было бы обнаружено в клетках

устъичного аппарата, что наблюдалось у Т. caerulescens в случае Sr (рис. 5п). Вероятно, у гипераккумуляторов существует механизм, посредством которого Ni закачивается в «емкостные» клетки, хотя о его металлоспецифичности судить пока рано. Накопление в водозапасшощих клетках эпидермы листовой пластинки было показано также для Cd [Cossio et al., 2005] и Zu, хотя содержание Zn в замыкающих клетках устьиц на единицу площади клетки было выше, чем в водозапасающих (рис. 7).

Анализируя полученные данные можно заключить, что все изученные металлы, за исключением Sr и Zn, не способны в какой-либо значительной степени проходить через плазмалемму клеток обкладки пучка и поступать в мезофилл. Именно эта особенность обуславливает поступление Cd, Pb и Ni в клетки эпидермы листа. Накопление Ni в эпидермальных клетках гипераккумуляторов может иметь приспособительное значение.

Рассмотрев ¿золь тканей корня и побега в передвижении и накоплении изучаемых металлов, остановимся более подробно на участии фитохелатинов и гистидина в де-токсикации и транспорте тяжелых металлов.

Роль фитохелатинов в передвижении и детокенкацнн Cd и РЬ. Несмотря на преимущественное накопление Cd и РЬ в апопласте, незначительное их количество было обнаружено в протопластах клеток корня кукурузы (рис. 4,10д), куда они поступают разными путями. Из цитоплазмы большая часть металлов поступает в вакуоль посредством Ме2+/Н+ антипорта, существование которого дискуссионно [Salt et al., 1993; Chardonnens et al., 1999; Clemens, Simm, 2003] или энергозависимого транспорта с участием фитохелатинов [обзоры, Cobbett, 2000; Серегин, 2001; Clemens et al., 2002]. В вакуоли тяжелые металлы образуют трудно растворимые комплексы с органическими "кислотами [Kjotz et al., 1989; Mäzen, Maghraby, 1997/98], что является одним из механизмов их дегоксикации.

Фитохелатины представляют собой небольшие, богатые цистеином пептиды, способные связывать ионы тяжелых металлов через SH-группы, и играют наибольшую роль в детоксгасации Cd [Rauser, 1999; Cobbett, 2000; Серегин, 2001; Clemens et al., 2002], тогда как в дегоксикации Ni участия не принимают [Schat et al., 2002]. Однако синтез фитохелатинов у проростков кукурузы впервые нами наблюдался и в присутствии РЬ, хотя и в меньшей степени по сравнению с Cd (рис. Юг), что может определяться не только более ограниченным, по сравнению с Cd, поступлением РЬ в цитоплазму, но и меньшей способностью последнего активировать фитохелатинсинтазу [Grill et al., 1989; Chen et al., 1997]. Методом высокоэффективной хроматографии были обнаружены не только фитохелатины с С-терминальным глицином (РС2-РС5), но и гидроксиметил-фитохелатины с С-терминальным серином (serPC2-serPC5) с наибольшим содержанием изоформ с 2-3 y-Glu-Cys остатками (рис. Юг). Содержание фитохелатинов в ба-зальном участке корней кукурузы было в несколько раз выше, чем в апикальном, что противоречит ранее полученным данным [Tukendorf, Rauser, 1990], но согласуется с данными по содержанию металлов, которые были получены с помощью агомно-абсорбцион-

3 ю

1 9

5 I

га

5«

Контроль Сс1

РЬ

о 1200

о 1000

х >.

800

-- 600

400

£ 200

о 0

(В)

■ апикальный

участок корня □ базальный

участок корня шпобег

Сс1

РЬ

А Б П А Б П

Рис. 10. Содержание йБН (а), Сё (б), эеЮЗН (в) и фитохелатинов (РС) (г) после 5 сут инкубации проростков кукурузы (38 мкМ Сс1(М03)2 или 10 мкМ РЬ(Ж)3)2). У контрольных проростков зеЮБН и фитохелатины не обнаружены. А - апикальный участок корня (1-й см от кончика корня); Б - базальный участок корня (3-й см от зерновки): П - побег (ме-зокотиль, колеоптиль и первая пара листьев), (д) - накопление РЬ в апопласте коры ( г). ВК - внутренняя кора. Повторность всех .экспериментов трехкратная.

ного и гистохимического методов (рис. 10).

Индукция синтеза фитохелатинов согласуется с уменьшением содержания глута-тиона (GSH) как в апикальном, так и в базальном участках корня, а также с накоплением гидроксиметилглутатиона с С-терминальным серином (serGSH) (рис. 10а, в), что свидетельствует о том, что эти соединения являются субстратами для синтеза фитохелатинов.

Являясь индикаторами поступления ряда тяжелых металлов в цитоплазму [Keltjens, van Beusichem, 1998], присутствие фитохелатинов свидетельствует о поступлении некоторого количества Cd и Pb в цитоплазму. Связывание Cd и Pb с фитохелатинами в цитоплазме является одним из механизмов их детоксикации.

Вопрос о соотношении между количеством Cd и Pb, находящихся в клеточных оболочках и протопласте окончательно не решен. Как и в наших опытах, в ряде работ показано преимущественное накопление Cd в апогшасте [Vazquez et al., 1992b; Kupper et al., 2004], тогда как результаты других исследований [Rauser, Ackerley, 1987; Vazquez et al., 1992a] свидетельствуют об обратном или же Cd был найден как в апопласте, так и в вакуоли [Wojcik et al., 2005; Cosío et al, 2005]. Данные противоречия могут объясняться различиями по способности накапливать металл между видами растений, разными концентрациями металла в среде и другими причинами.

Роль гистидина в передвижении и накоплении Ni у гипераккумуляторов и исключателей. Для понимания феномена гипераккумуляции важно выяснить физиологические механизмы, определяющие способность растений накапливать тяжелые металлы в надземных или подземных органах. Анализ литературы [Kramer et al., 1996; Persans et al., 1999; Assuncao et al., 2003; Ingle et al., 2005] показывает, что немаловажное значение в передвижении и накоплении Ni может играть гистидин, чья роль, однако до сих пор оставалась мало изученной, а в литературе по этому вопросу имеются противоречивые данные.

В наших экспериментах по изучению роли гистидина в передвижении и накоплении Ni в качестве пшераккумулэторов были выбраны четыре экотипа Т. caerulescens (La Calamine, Saint Felix, Monte Prinzera и Lellingen), а также восемь видов гипераккумуляторов из рода Alyssum (A. murale, A. fallacinum, A. corsicum, A. tenium, А. lesbiacum, A. bertolonii, A. pintodasüvae, A. obovatum). Для сравнения использовали ис-юпочатели Т. arvense и A. saxatile.

Для анализа накопления Ni в апикальных участках корней (1-1.5 мм) и в остальной части корневой системы, одномесячные растения Т. caerulescens выращивали в течение 5 или 10 дней в присутствии 5,25 или 250 мкМ NÍSO4. Для Т. arvense использовали только концентрации 5 и 25 мкМ NiS04. Для сбора ксилемного сока 6-7 недельные растения Thlaspi и Alyssum инкубировали в течение 4 часов на растворах, содержащих 1 мМ L-His или L-Ala (pH 5.5). После предобработки корни отмывали дистиллированной водой, а побега удаляли, после чего корневые системы инкубировали на 'Л раствора Хоглаида в присутствии 25 или 250 мкМ NiS04. В качестве контроля служи-

ли растения без предобработки. Анализ содержания Ni проводили методами графитной атомно-абсорбционной спектрофотометрии и пламенной атомно-абсорбционной спектрофотометрии. Содержание гистидина и аланина определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Выявленные различия в накоплении Ni в корнях разных экотипов Т. caerulescens связаны с различным характером распределения Ni по тканям и участкам корня. У экотипов с низким содержанием Ni (La Calamine), содержание металла в апикальных участках корней было выше, чем в остальной части корневой системы, тогда как у экотипа с высокой способностью накапливать Ni (Monte Prinzera) наблюдалась обратная закономерность (рис. 11а). За исключением экотипа Monte Prinzera, накопления Ni в зрелых тканях корня Т. caerulescens не наблюдалось (рис. 6ж), тогда как у Т. arvense Ni накапливался в клетках ризодермы, коры и эндодермы. Содержание Ni в побегах Т. caerulescens всегда значительно превышало его содержание в корнях.

Очевидно, что накопление металла в побегах гипераккумуляторов нельзя объяснить только отсутствием его накопления в клетках корня. Наряду с пониженной аккумулирующей способностью корневой системы, гипераккумуляторы, по-видимому, обладают более эффективными механизмами транспорта металлов в надземные органы. Загрузка Ni в ксилему ярутки происходит, вероятно, в составе комплекса с нико-тианамином, причем уровень экспрессии соответствующего транспортера выше у Т. caerulescens, чем у Т. arvense [Mari et al., 2006]. В загрузке Ni в ксилему также может принимать участие гистидин.

Увеличение содержания гистидина в ксилемном соке при экспозиции с Ni наблюдалось у гипераккумулятора A. lesbiacum, в то время как у чувствительного к Ni A. montanum подобных изменений обнаружено не было [Kramer et al., 1996]. В наших экспериментах было показано, что предобработка гистидином стимулирует загрузку Ni в ксилему у всех экотипов Т. caerulescens (за исключением La Calamine при 25 мкМ) и не стимулирует у Т. arvense (рис. 116), что согласуется с результатами, полученными для Brassica juncea [Kerbeb, Kramer, 2003]. Предобработка гистидином приводила к существенному увеличению его содержания в ксилемном соке как у всех изученных экотипов Т. caerulescens, так и у Т. arvense (рис. 11г, д), что свидетельствует о его поглощении корнями и поступлении в ксилему. Принимая во внимание тот факт, что конститутивное содержание гистидина у всех экотипов Т. caerulescens было примерно одинаково и значительно выше, чем у Т. arvense (рис. lie), эти результаты свидетельствуют о том, что образование комплекса Ni с гистидином предотвращает поступление Ni в вакуоли клеток корня Т. caerulescens. Уровень гистидина в корнях разных экотипов Т. caerulescens определяет количество металла, поступившего в ксилему, а следовательно, и в надземные органы. С этой точки зрения представляет интерес тот факт, что при концентрации NiS04 25 мкМ предобработка гистидином не приводила к увеличению содержания Ni в ксилемном соке у экотипа La Calamine, тогда как у экотипа Monte Prinzera, накапливающего наибольшее количество Ni, наблют

á 350

1 300

I 250

i 200

1150

--100

£ 50 x. ñ 3Í

CL Ф

(a)

Saint Felix

В апикальные участки корней ■ остальная часть корневой системы

Monte Prinzera Lellingen

La Calamine

T.arvense

i 800 I

» 500

§ 400

300

200

100

ш растения без т

предобработки □ Ala (1 мМ, 4 ч) ■ His (1 мМ, 4 ч)

(б)

400 300 200 100

(В)

X Ш ТО QJ

С О

IL Ё CD £

ТО LL

Ш н

JD ш F Р F 0) го > со то тз о Е

то й W <г а £ з с 'и и 13 с а то ja о £ QJ X3 +-1 > о

< со а < (Л Xi о

« < < < с "а. < <

□корень X чпобег

№25 N¡250 №25 №250 №25 His His Ala

№250 Ala

ra ü)

cu £ a- ai

■*=! QJ O cz

£ N ra щ

! •§ ¡E £

№25 №250 № 25 №250 №25 Hts Bis Ala

Рис. 11. Роль гистидипа в накоплении и передвижении Ni (продолжение на стр. 37).

TMaspi caerulescens

гипераккумтлятор

Ризодерма Эндодерма Ксилемная Кора Перицикл паренхима

TMaspi arvense

исключатель

Ксилема

Рис. 11. Роль гастидина в накоплении и передвижении Ni у исключателей и гипераккумуляторов (начало на стр. 56). (а) - содержание Ni в апикальных участках корней и остальной части корневой системы исключателя Т. arvense и четырех экотипов гипераккумулятора Т. caerulescens после 5 суток инкубации на '/5 раствора Хогланда в присутствии разных концентраций NiS04; (б, в) - влияние предобработки аланином или гистидином на содержание Ni в ксилемном соке исключателей Т. arvense и A. saxatile, а также у гипераккумуляторов Т. caerulescens и восьми видов из рода Alyssum (концентрация NiS04 250 мкМ); (г, д) - содержание гистидина и аланина в ксилемном соке. На осях абсцисс концентрации NiS04 в растворе приведены в мкМ; (е) - эндогенное содержание гистидина; (ж) - схема передвижения Ni в корне гипераккумулятора Т. caerulescens и исключателя Т. arvense. Пути передвижения Ni показаны стрелками. Толщина стрелок условно обозначает суммарную величину потока Ni. На схеме приведены некоторые различия в передвижении Ni у этих двух видов. Наряду с отсутствием функциональных барьеров, тканей аккумуляторов и коллекторов в корне Т. caerulescens, феномен гипераккумуляции может определяться более интенсивным поглощением металла из окружающей среды и отсутствием накопления Ni в вакуолях клеток корня. Последнее может быть связано с более высоким эндогенным уровнем гистидина у Т. caerulescens по сравнению с Т. arvense, который образует комплекс с Ni и определяет его более интенсивную загрузку в ксилему у Т. caerulescens. Можно полагать, что у Т. arvense этот комплекс поступает в вакуоли клеток корня. Увеличения эндогенного содержания гистидина после инкубации на растворе Ni не происходит. Предполагаемый транспортер(ы) на тонопла-сте показан знаком ?. В ксилеме Ni может находиться как в ионной форме, так и в виде комплексов, в том числе и с гистидином. В - вакуоль. His - гистидин.

далась стимуляция загрузки N1 в ксилему. Отсутствие положительного эффекта после предобработки аланином (рис. 116) свидетельствует, что наблюдаемое явление свойственно гистидину, а не является общим свойством аминокислот.

Следовательно, помимо различной роли тканей корня у исключателей и гипераккумуляторов, феномен гипераккумуляции может определяться также ограниченным поступлением металла в вакуоли клеток корня Т. саегикясепз и повышенной скоростью поступления N1 в сосуды ксилемы у гипераккумуляторов, в чем важную роль у Т. саеги1е5сет играет внутриклеточный уровень гистидина. В то же время, у Т. аг-\ense большая часть поглощенного металла поступает в вакуоль и не загружается в ксилему (рис. 11в). Однако об универсальности роли гистидина в загрузке N1 в ксилему и поступлении в вакуоли клеток корня у гипераккумуляторов и исключателей судить еще преждевременно, так как из 8 изученных гипераккумуляторов из рода А!у^ит, предобработка гистидином приводила к увеличению содержания № в кси-лемиом соке только у А. рт1<х1а$И\-ае и А. оЪочаЫт (рис. 11в). Причины выявленных различий еще предстоит выявить.

III. Связь между распределением металлов и их токсическим действием на воет

Рост корня определяется делением и растяжением клеток, которые обладают различной чувствительностью к разным воздействиям. До сих пор оставалось неизученным, как особенности передвижения и распределения тяжелых металлов, а также физико-химические свойства их ионов связаны с механизмом ростингибирующего действия тяжелых металлов на клеточном уровне и существует ли какая-либо специфика действия разных металлов на деление и растяжение клеток, связанная с особенностями их передвижения и распределения. Для решения этой задачи было изучено влияние РЬ, Бг и Ш на деление и растяжение клеток проростков кукурузы. Исследования проводили в присутствии и в отсутствие Са, что позволило количественно оценить «защитное» действие Са.

Клеточный механизм ростингибирующего действия РЬ и Бг. Для выявления структурных изменений в тканях меристемы корня, апикальные участки корней кукурузы (8-10 мм), подвергавшихся в течение 1-2 суток воздействию N¡(N03)2 (35 мкМ), РЬ(Ж)з)2 (10 мкМ) или Бг(>10з)2 (3 мМ) в присутствии и отсутствие Са(Ы03)2 (3 мМ), фиксировали в смеси Бродского [Бродский, 1960], заключали в парафин, а затем в канадский бальзам после окрашивания проционовым синим МХ-Я для выявления различий в концентрации белков; галлоцианином для выявления РНК с подкрашиванием клеточных оболочек алциановым синим; ШИК-методом, что в совокупности позволило четко выделить клетки покоящегося центра на срезах.

Чтобы выявить избирательность действия металлов на деление и растяжение клеток измеряли среднюю длину меристемы, длину закончивших рост клеток; подсчитывали процент делящихся клеток от общего количества клеток в меристеме (митотиче-

ский индекс, МИ), число клеток меристемы в ряду, определяли продолжительность клеточного цикла и скорость образования клеток в меристеме [Иванов, 1974] (табл. 2).

Для соединений, не действующих избирательно на деление клеток, характерно слабое изменение ингибирования роста корня со временем [Ivanov, 1994], как это наблюдалось в случае Cd, Pb и Sr. Напротив, если вещество избирательно подавляет деления клеток (Ni), то его эффект резко усиливается со временем. Механизм этого заключается в следующем. Растущая часть корня состоит из меристемы, в которой клетки делятся, и зоны растяжения, где они достигают окончательного размера за счет быстрого роста. Скорость роста корня в момент наблюдения определяется ростом растягивающихся клеток, так как они растут значительно быстрее меристематических. Однако рост клетки растяжением продолжается короткое время. Поэтому для поддержания роста корня необходим постоянный переход клеток к растяжению. В нормально растущем корне за время одного митотического цикла к растяжению переходит базальная половина клеток меристемы, но при этом размер меристемы не меняется благодаря продолжающемуся делению клеток в ее апикальной части. Все клетки меристемы, за исключением самых апикальных клеток покоящегося центра, со временем из нее уходят. В большинстве случаев, время жизни большинства клеток в меристеме весьма стабильно. Со временем скорость перехода к растяжению замедляется, что является отражением экспоненциального возрастания числа клеток в потомстве меристематических клеток, переходящих в данное время к растяжению. Следовательно, если вещество тормозит деление и растяжение клеток, то ингибирование роста корня со временем не усиливается, так как с самого начала воздействия рост корня замедляется за счет подавления растяжения.

Поступив в меристематические ткани, Ni, Pb и Sr, несмотря на преимущественную апопластную локализацию последних, ингибируют деления клеток в меристеме, что четко прослеживается по снижению МИ в коре (табл. 2, рис. 12). Падение МИ при инкубации корней на растворах солей Ni и Pb было описано рядом авторов на разных растениях [Wierzbicka, 1994; L Huillier et al., 1996;Knasmulleretal„ 1998; Wierzbicka, 1999; Демченко и др., 2005]. Снижение МИ наблюдалось также в клетках первых трех слоев колу-меллы корневого чехлика. Однако в присутствии Sr такого снижения МИ не происходило.

Снижение МИ может быть результатом как изменений длительности клеточного цикла, так и нарушений в прохождении митоза вследствие прямого взаимодействия вещества с ДНК или общего нарушения метаболизма клетки. В присутствии всех изученных металлов продолжительностьклеточного цикла возрастала (табл. 2, рис. 12).

Остается до конца неясным, какой вклад в снижение МИ вносит прямое связывание металлов с ДНК и поступают ли металлы в ядро при нелетальных концентрациях. Возможность взаимодействия тяжелых металлов с ДНК показана [Alex, Dupuis, 1989], в результате чего они могут вызывать нарушения в прохождении митоза и хромосомные аберрации [Wierzbicka, 1989, 1994; Lui et al., 1995a, b; Samardakiewicz, Wozny, 2005], a также нарушение синтеза ДНК и РНК [Wojtyla-Kuchta, Gabara, 1991; Gabara, Krajewska,

Таблица. 2. Влияние К!, РЬ и Бг на клеточные параметры роста корня.

Вариант и ч ли^™) 1,(1,\ мкм V, мкм/сут Т, ч V ' /И5 сут"' МИ

Н20 134 + 9(129) 176 ±9 (171) 30000 11.5 186.4 7.1 ±0.9

СаЗ мМ 139 + 5(131) 156 ± 8 (161) 30000 10.7 202.3 7.3 ± 1.1

К; 35 мкМ 80 ±9 (102) 146 + 7 (156) 17000 25.6 65.9 3.3 ± 0.6

№ + Са 24 107 + 7 (115) 151 ± 14(159) 20000 17.3 110.2 3.6 ±0.7

вг 3 мМ 77 ±3(100) 187 ± 11(177) 28000 14.8 112.2 4.8 + 0.7

Бг + Са 111 ±9(117) 150 ± 13(158) 26300 12.7 154.5 5.9 ±0.3

РЬ 10 мкМ — 117± 11(141) 15000 — — 3.3 ±0.2

РЬ + Са 120 ±4 (122) 150 ± 5 (158) 20800 15.9 128.6 4.2 ±0.5

Н20 Са N1 № + Са вг Бг + Са РЬ РЬ + Са 48 138 + 8 (136) 143 ±8 (141) 55 ±4 (68) 85 ± 9 (96) 69 + 3 (85) 124 + 3 (118) 122 ±5 (121) 156 ± 7 (166) 128 ±3 (142) 116 ± 3 (131) 126 ±20(139) 210 ±5 (199) 125 ± 15(138) 98±13(108) 120 ± 10(135) 35000 35000 4000 16000 20000 32400 13000 26800 10.5 9.3 204.7 17.0 20.2 8.0 10.1 214.8 250.5 5.5 93.5 69.8 247.8 200.5 6.1 ± 1.1 6.9 ± 1.0 1.8 ±0.4 4.1 ±0.5 4.1 ±0.1 5.8 ±0.3 2.3 ±0.6 4.9 ±0.3

Примечание: Среднее число клеток меристемы в ряду вычисляли как среднее значение между числом клеток меристемы исходных растений (123) и растений после первых суток инкубации (в случае 24 ч) и между числом клеток меристемы после первых и вторых суток инкубации (в случае 48 ч). Среднюю длину закончивших рост клеток вычисляли как среднее значение между длинами закончивших рост клеток у исходных растений (166 мкм) и растений после первых суток инкубации (в случае 24 ч) и между длинами закончивших рост клеток после первых и вторых суток инкубации (в случае 48 ч). ? -

время инкубации; Ыт -число клеток меристемы в ряду; N „, - среднее число клеток меристемы в ряду; - длина закончивших рост клеток (мкм); 11 - средняя длина закончивших рост клеток (мкм); V - прирост корня за сутки (мкм); Т - продолжительность клеточного цикла (ч); Ут - скорость образования клеток в меристеме в сутки; МИ-митотический индекс в клетках коры. Т и Ут рассчитывали по Иванов, 1974. В каждом случае измерено не менее 100 клеток в 7 корнях.

Рис. 12. Действие РЬ, N1 и Эг на рост корня.

Ингпбнровяние 1>о<™ корня *

Размер меристемы МЕРИСТЕМА

ЗОНА РАСТЯЖЕНИЯ

деление клеток ||[_^ растяжение клеток

деление клеток ^покоящегося центра

1997]. Даже для №. накапливающегося в протопласте, наиболее интенсивное окрашивание было обнаружено в меристематических клетках кукурузы только вокруг ядра Само ядро оставалось практически неокрашенным. Не исключено также, что ингибирование делений клеток может быть результатом нарушения цитокинеза что показано для РЬ [\Vierzbicka, 1989; Еип й а1., 2000] или следствием общего нарушения метаболизма клеток.

Оказывая токсическое действие на деление клеток, металлы вызывали уменьшение размера меристемы. Увеличение продолжительности клеточного цикла в присутствии № на вторые сутки примерно в 20 раз свидетельствует о практически полной остановке пролиферации (табл. 2). При таком ингибированш делений клеток уменьшение размера меристемы должно быть более значительным, чем наблюдавшееся в эксперименте. Отсюда можно предположить, что N1 в данной концентрации влияет также на переход клеток к растяжению. О влиянии РЬ на переход клеток к растяжению судить сложно в связи с «открыванием» меристемы в результате активации делений клеток покоящегося центра что сопровождалось образованием нового корневого чехлика(рис. 13).

Закрытая структура меристемы Открытая структура меристемы

Рис. 13. Схема перестройки меристемы из закрытой в открытую под действием Pb(N03)2 (10 мкМ). КЧ - корневой чехлик. НКЧ - новый корневой чехлик.

- корневой чехлик, - новый корневой чехлик. - дерматоген, Hi - покоящийся центр. Стрелками (% ) на схемах показаны направления делений клеток.

Накопление металлов в зоне растяжения, особенно в отсутствие конкурирующих ионов, свидетельствует о возможности прямого их действия на растяжение клеток. Однако действие разных металлов на растяжение имеет свои особенности. Накапливаясь преимущественно в апопласте, РЬ в большей степени, чем Ni, тормозит растяжение клеток. Напротив, под действием Sr длина закончивших рост клеток увеличивалась примерно на 35% (табл. 2, рис. 12). В этом проявляется специфика механизма ростингибирующего действия Sr.

Одним из механизмов влияния тяжелых металлов на растяжение клеток может быть изменение пластичности клеточных оболочек [Lane et al., 1978; Burzynski et al., 1983; Barcelo et al., 1986]. Чем больше сродство металла к карбоксильным группам уроно-

вых кислот, входящих в состав оболочек, тем в большей степени снижается их пластичность. Отсюда ясно, что РЬ, локализуясь в апопласте и обладая наибольшим сродством к функциональным группам пектинов, будет влиять на пластичность оболочек в большей степени, чем содержание которого в апопласте невелико, а сродство к пектинам незначительно. В отличие от этих металлов, 8г, поглощаясь в зоне растяжения [Мазель, 1989] и накапливаясь в апопласте, образует менее прочные, по сравнению с Са и РЬ, связи с уроновыми кислотами, в результате чего пластичность оболочек может несколько увеличиваться, в том числе и благодаря конкуренции с ионами Са, аналогом которых он является. Как следствие, при инкубации проростков в присутствии 8г(ЫОз)2 в апикальном участке корня часто наблюдаются бесформенные клетки, нарушаются клеточные ряды в меристеме. Однако, по данным В.Б. Иванова [1уапоу, 1994], самые разнообразные вещества и, в том числе не реагирующие с карбоксильными группами, вызывают уменьшение длины закончивших рост клеток при высоких концентрациях. Поэтому нельзя исключить, что действие РЬ и тем более № на процесс растяжения обусловлено также общим нарушением метаболизма клеток.

В присутствии Са все изученные ростовые параметры под действием металлов изменяются значительно меньше, чем в отсутствие Са, что проявляется в меньшем инги-бировании роста корня (табл. 2). По-видимому, это связано главным образом с уменьшением накопления металлов в растущем участке корня как результат конкуренции за общие места связывания при поглощении и транспорте.

Таким образом, ростингибирующее действие металлов определяется как общим механизмом неизбирательной токсичности, так и специфическим действием отдельных металлов на определенные ростовые процессы (рис. 12). Результатом первого механизма может быть общее нарушение метаболизма клеток. В результате второго избирательно затрагиваются отдельные процессы роста. Так, N1, в отличие от других металлов, действует главным образом на деление клеток, и в значительно меньшей степени - на их растяжение, что согласуется с усилением ингибирования роста со временем. Напротив, 8г действует главным образом на растяжение клеток, увеличивая длину закончивших рост клеток, а его действие на деление выражается как в увеличении продолжительности клеточного цикла, так и в снижении митотического индекса. РЬ же примерно в равной степени ингибирует деление и растяжение клеток (рис. 12).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время не возникает никаких сомнений относительно важности изучения механизмов адаптации растений к тяжелым металлам. Решение фундаментальных и практических задач в этой области невозможно без понимания роли тканей растений исключателей и гипераккумуляторов в передвижении и накоплении тяжелых металлов, а также без выяснения механизмов ростингибирующего действия металлов - од-

ного из основных показателей токсичности. Проведенный комплексный анализ распределения металлов позволил выявить роль различных тканей растений в накоплении и передвижении металлов. Было показано, что эта роль неодинакова как для разных металлов, так и у растений, относящихся к исключателям и гипераккумуляторам. Все ткани по выполняемым функциям можно разделить на несколько групп (табл. 3).

Таблица 3. Роль тканей корня и побега в поглощении, передвижении и распределении Сс1 РЬ. вг, Ъъ и № у растений-исключателей и аккумуляторов.

Орган -~~^Металл Ткань -—. Сс1(1) РЬ(1) &<1) 7-ЫГ) гп(2) №(1) N1(2)

Наружная кора

Внутренняя кора

Эндодерма

Корень Перицикл

Ксилема

Флоэма

Паренхима стелы

Меристема

Эпидерма

Побег Мезофилл

Ксилема

Флоэма

■В- ткань, участвующая в поглощении, I I- ткань-аккумулятор, I 1 - ткань, в которой металл выявляется, но не накапливается, ^ИЗ - ткань, выполняющая барьерную роль, | |- ткань-коллектор, | |- проводящие ткани, участвующие в дальнем транспорте. ЦЦЩ- ткань, в которой металл накапливается только в отсутствие ионов-конкурентов. С!^ - содержание металла в ткани незначительно или он в ней отсутствует. (1) - растение-исключатель, (2) - растение-гипераккумулятор.

К первой группе относятся ткани, ответственные за поступление тяжелых металлов в растение из окружающей среды. Основной поглотительной тканью является ри-зодерма. наличие корневых волосков у которой не определяет саму возможность поступления металлов в корень, а лишь многократно увеличивает площадь его соприкосновения со средой и облегчает поступление ионов в корень (табл. 3).

Ко второй группе относятся ткани, выполняющие барьерную функцию - эндодерма и экзодерма, которые ограничивают радиальный транспорт металлов по корню. Барьерная роль этих тканей свойственна только зрелым клеткам с модифицированными клеточными оболочками и не универсальна для всех металлов. Эти ткани могут ограничивать у исключателей только передвижение «апопластических» ионов с низкой способностью поступления в симпласт, что свойственно для РЬ и в меньшей степени для Сё. в то время как передвижение «симпластических» ионов ограничивается незна-

чительно. Эндодермальный и экзодермальный барьеры могут быть полными или частичными в зависимости от свойств ионов, концентрации металла в растворе, степени его токсичности, стадии развития клетки, особенностей строения барьерных тканей у разных видов. У гипераккумуляторов тканевые барьеры полностью отсутствуют. Отсутствуют физиологические барьеры для всех изученных металлов и в меристематиче-ских тканях обеих групп растений, что может быть связано с недостаточной диффе-ренцировкой клеток барьерных тканей (табл. 3).

К третьей группе тканей можно отнести ткани-аккумуляторы и ткани, в которых металл выявляется, но не накапливается. Способность ткани накапливать большие количества тяжелых металлов зависит от целого ряда факторов: анатомических и физиологических особенностей строения ткани и составляющих ее клеток, физико-химических свойств ионов, которые определяют особенности их передвижения по растению, эффективности функционирования физиологических барьеров для радиального транспорта тяжелых металлов, а также от принадлежности растения к исключа-телям или гипераккумуляторам. Для исключателей основной тканью-аккумулятором «апопластических» ионов является обычно многослойная кора. Многослойность коры определяет большую «емкость апопласта», что необходимо для связывания и детокси-кации «апопластических» ионов Сё и РЬ. Однако эффективность функционирования этой ткани определяется наличием эндодермального барьера, ограничивающего поступление металлов в центральный цилиндр. Для «апопластических» ионов, способных проходить через этот барьер по симпласту и обладающих высокой мобильностью (8г, 7-п), аккумулирующие свойства коры будут ограничены. В данном случае кора, как впрочем, и другие ткани корня, будет выполнять лишь функцию передвижения металлов по радиусу корня, то есть будет являться тканью, в которой металл выявляется, но не накапливается. Для «симпластических» ионов (№) кора также является аккумулятором, за исключением наружных слоев у проростков кукурузы, несмотря на отсутствие эндодермального барьера. У исключателей роль аккумулятора № выполняют также клетки экзодермы, эндодермы, перицикла, что определяет особенности передвижения этого металла и его токсического действия на ветвление корня. Высокая аккумулирующая способность свойственна также слизи, выделяемой клетками ризо-дермы и корневого чехлика, однако она проявляется только в том случае, когда ионы имеют высокое сродство к ее материалу, как это свойственно РЬ.

У гипераккумуляторов, в отличие от исключателей, в корне отсутствуют как барьерные ткани, так и ткани-аккумуляторы, в результате чего ионы поступают в надземные органы, а ветвление корня устойчиво не только к «апопластическим» (Бг), но и к «симпластическим» ионам (№). Ограниченная способность N1, в отличие от Бг и Ъг\, проходить через плазмалемму клеток обкладки пучка в листовой пластинке гипераккумуляторов определяет его поступление в покровную ткань, минуя мезофилл. Благодаря наличию в эпидерме листа водозапасающих клеток с большой центральной вакуолью, эпидерма играет роль аккумулирующей ткани у гипераккумуляторов (табл. 3).

К четвертой группе принадлежат ткани коллекторы, роль которых для «симпла-стических» ионов выполняет перицикл. Основные функция этой тканей - перераспределение ионов по периметру центрального цилиндра, их накопление и участие в поступлении металла в проводящую систему. Коллекторная функция ткани определяется как структурными особенностями клеток ткани, так и спецификой передвижения ионов тяжелых металлов. Благодаря неравномерному распределению плазмодесм по клеточным оболочкам, перицикл кукурузы имеет мощный «вход» «симпластических» ионов (№) и значительно меньший «выход», накапливая тем самым большие количества металла в протопласте. Роль коллектора перицикл не играет в случае Бг, который способен проходить через эндодерму и транспортироваться далее по апопласту. Эта ткань не выполняет коллекторной функции также для «апопластических» ионов, которые в значительной степени не поступают в ткани центрального цилиндра через эндо-дермальный барьер. Поэтому роль перицикла как ткани коллектора не универсальна для всех элементов, а свойственна, по-видимому, только для ионов, передвигающихся по симпласту, причем проявляется только у исключателей. У гипераккумуляторов перицикл не является коллектором и аккумулятором, что определяет нормальное его функционирование в качестве меристемы при образовании боковых корней (табл. 3).

К пятой группе тканей относятся проводящие ткани, участвующие в дальнем транспорте металлов, роль которых играют ксилема и флоэма. Бг способностью транспортироваться по флоэме, по-видимому, не обладает или эта способность ограничена. Транспорт № по ксилеме у исключателей (кукуруза) может быть ограничен за счет накопления металла в местах перфораций между члениками сосудов ксилемы. Такого явления не наблюдается у гипераккумуляторов. Эффективность транспорта Сё и РЬ в побеги исключателей также невысока вследствие наличия барьерных тканей и поступления металлов в центральный цилиндр главным образом через апикальный участок корня, где барьерные ткани не дифференцированны (табл. 3).

Наконец, к шестой группе можно отнести ткани-накопители, способные к аккумуляции металлов, но только в отсутствие ионов конкурентов, что отличает их от тканей аккумуляторов. К таким тканям у исключателей относятся ткани апикального участка корня в зонах деления и растяжения, а также корневой чехлик. За исключением покоящегося центра, в отсутствие, например, Са, эти ткани накапливают значительные количества металлов, что является причиной их ростингибирующего действия, Содержание тяжелых металлов в клетках покоящегося центра часто ниже, чем в окружающих их клетках меристемы, что может быть обусловлено структурными особенностями его клеток. Благодаря этому, при невысоких концентрациях металлов, не обладающих цитотоксическим действием, возможна активация делений клеток покоящегося центра и восстановление роста корня. Определенную роль в этом восстановлении играют клетки корневого чехлика. В отличие от исключателей, у аккумуляторов содержание металла в растущем участке корня в присутствии других ионов может возрастать, и в этом отношении действие ионов конкурентов не универсально, что

также свидетельствует о возможных различиях в путях поступления тяжелых металлов в меристему у разных видов (табл. 3).

Гетерогенность распределения металлов проявляется не только на тканевом, но также на органном и внутриклеточном уровнях, что во многом определяется крайне неравномерным распределением соответствующих транспортеров не только в клетках разных тканей, но также и в разных клетках одной и той же ткани [Kupper et al., 2007]. Морфофункциональные особенности строения клеток разных тканей, а также различия физико-химических свойств ионов разных металлов определяют различную роль тканей корня и побега в передвижении и распределении металлов. Исходя из вышесказанного, становятся очевидными ограничения, возникающие при анализе содержания металлов или любых других веществ в перерасчете на единицу массы органа, так как их содержание в разных клетках может существенно различаться.

Принадлежность растений к гипераккумуляторам определяется не только структурно-функциональными, но также физиологическими и биохимическими особенностями тканей и клеток корня. К структурно-функциональным особенностям гипераккумуляторов можно отнести отсутствие как барьерных тканей, так и тканей аккумуляторов и коллекторов, вследствие чего их корневая система не выполняет барьерной функции и металлы беспрепятственно поступают в ксилему, а следовательно, и в надземные органы растений. Отсутствие накопления № в клетках корня гипераккумуляторов обусловлено высоким эндогенным уровнем гистидина (а возможно, и других низкомолекулярных хелаторов), который, образуя комплекс с Ni, предотвращает его поступление и накопление в вакуолях клеток корня. Связывание Ni с гистидином является причиной его более интенсивной загрузки в ксилему, в результате чего Ni в значительных количествах поступает в надземные органы, где и накапливается в особых водозапасающих клетках эпидермы. Кроме того, способность растений накапливать тяжелые металлы в надземных органах может определяться более эффективными системами поглощепия ионов, устойчивых к действию тяжелых металлов, а также более эффективными механизмами детоксикации металлов направленных на поддержание гомсостаза (табл. 4, рис.11).

Накопление тяжелых металлов в подземных органах, а следовательно, и принадлежность растений к искшочателям, также как и в случае гипераккумуляторов, определяется не только структурно-функциональными, но также физиологическими и биохимическими особенностями тканей и клеток корта. К структурно-функциональным особенностям можно отнести, например, наличие функциональных барьеров, ограничивающих поступление тяжелых металлов в стелу корня, а следовательно, и в проводящие ткани, в результате чего тканями-аккумуляторами являются отдельные ткани корня. Способность исключателей накапливать Ni в подземных органах, как было продемонстрировано на примере Thlaspi arvense, обусловлено существенно более низким эндогенным содержанием гистидина и вероятно ограниченной способностью к загрузке комплекса гистидина с Ni в ксилему, в то время как его поступление в ваку-

оль клеток корня неограниченно. В результате происходит накопление N1 в отдельных тканях корня, которые выполняют роль тканей-аккумуляторов. Кроме того, ограниченная способность исключателей накапливать тяжелые металлы может определяться в целом менее эффективными механизмами детоксикации тяжелых металлов, в результате чего эти виды менее устойчивы к токсическому действию тяжелых металлов (табл.4,рис. II).

Способность клеток определенных тканей накапливать тяжелые металлы может с одной стороны являться одним из механизмов их детоксикации и участвовать в адаптации растений к тяжелым металлам, а с другой стороны, при поступлении в цитоплазму, может быть одной из причин их токсического действия. В результате гетерогенности распределения металлов по тканям, токсическое действие может по-разному проявляться в клетках разных тканей у растений с разными стратегиями выживания.

Накопление металлов в растущем участке корня является основной причиной ин-гибирования роста. В целом токсическое действие тяжелых металлов неизбирательно и определяется взаимодействием с функциональными группами биологически-активных веществ. Сродство к этим группам во многом определяет силу воздействия металла на тот или иной процесс, что проявляется в ингибировании роста органа. Однако для каждого из металлов прослеживается своя специфика, которая выражается в различной степени влияния на отдельные ростовые процессы. Специфика ростингиби-рующего действия металлов во многом определяется особенностями их передвижения и накопления в разных тканях апикального участка корня.

Таблица 4. Сравнительная характеристика исключателей и гипераккумуляторов №.

_Исключатели_| Гипераккумуляторы

Накапливают металлы преимущественно в подземных органах | надземных органах

Барьерные ткани в корне имеются | отсутствуют

Ткани-аккумуляторы в корне имеются (кора, эндодерма, перицикл) | отсутствуют

Ткани-аккумуляторы в побеге отсутствуют | имеются

Эндогенный уровень хелаторов (гистидина) в корне

низкий | высокий

Эндогенный уровень хелаторов (гистидина) в побеге низкий | низкий

Скорость поступления металлов в ксилему низкая | высокая

Способность накапливать металлы в вакуолях клеток корня высокая | низкая

Устойчивость ростовых процессов к действию металла ниже | выше

В заключение осталось отметить, что как токсическое действие, так и детоксикация металлов является комплексным процессом и не определяется каким-либо одним механизмом, а является сочетанием различных, зачастую взаимосвязанных, механизмов. Эффективность последних и является,' по-видимому, тем главным фактором, который определяет устойчивость растения и способность к гипераккумуляции. Именно особенности передвижения и распределения металлов в корнях растений определяют их способность накапливать металлы в подземных или надземных органах, а следовательно, и их принадлежность к группе исключателей или аккумуляторов.

ВЫВОДЫ

1. Особенности поступления, передвижения и распределения тяжелых металлов в корневой системе определяют возможность их накопления в подземных или надземных органах растений, а следовательно и принадлежность того или иного вида растений к группе исключателей или аккумуляторов, о чем свидетельствует гистофизиоло-гический анализ распределения и накопления Сё, РЬ, Бг и Zn, проведенный с помощью разработанных гистохимических методов.

2. Специфика ростингибирующего действия отдельных тяжелых металлов определяется их разной степенью воздействия на деление и растяжение клеток и зависит как от физико-химических свойств их ионов, так и от особенностей их распределения в растущем участке корня.

3. В зонах деления и растяжения корня отсутствуют физиологические барьеры для передвижения ионов тяжелых металлов. При отсутствии или недостатке ионов-конкурентов (Са), ткани апикального участка накапливают тяжелые металлы, что является причиной ростингибируюшего действия последних. В результате конкуренции с ионами Са за общие места связывания при поглощении и транспорте, накопление тяжелых металлов в клетках меристемы исключателей уменьшается, с чем связано ослабление их токсического действия па рост.

4. Первичная кора корня исключателей является основной аккумулирующей тканью для ионов Сё и РЬ. Значение «емкости апопласта» для разных ионов неодинаково и зависит как от сродства ионов к функциональным группам клеточной оболочки, так и от эффективности функционирования экзодермального и эндодермального барьеров.

5. Эндодерма и экзодерма ограничивают у исключателей радиальное передвижение Сё и РЬ, но не Бг и Для № эндодерма исключателей играет роль ткани-аккумулятора, в то время как у гипераккумуляторов как барьерная, так и аккумулирующая функции этой ткани отсутствуют, в результате чего N1 свободно поступает в надземные органы.

6. Перицикл играет роль «коллектора» только для «симпластических» ионов тяжелых металлов (№), одновременно являясь тканью-аккумулятором, возможно, за счет

незначительного симпластного «выхода» в центральный цилиндр. Подобная роль пе-рицикла не универсальна и не свойственна гипераккумуляторам.

7. Ветвление корня чрезвычайно устойчиво к действию большинства тяжелых металлов, за исключением №, для которого наряду с его высокой цитотоксичностью отсутствуют физиологические барьеры радиального транспорта, а перицикл выполняет роль коллектора и аккумулятора, накапливая № в протопластах клеток.

8. В результате отсутствия в корнях гипераккумуляторов барьерных тканей, тканей-аккумуляторов и коллекторов, их корневая система в отличие от исключателей не играет барьерной функции и не ограничивает поступление ионов в побег, а ветвление корня у гипераккумуляторов устойчиво даже к «симпластическим» ионам с высокой цитотоксичностью.

9. В то время как у исключателей тканями-аккумуляторами являются отдельные ткани корня (внутренняя кора, эндодерма, перицикл), у гипераккумуляторов сходную роль играет эпидерма стебля и листа, способность отдельных клеток которой накапливать тяжелые металлы различается.

10. Принадлежность растений к исключателям или гипераккумуляторам определяется не только различными функциональными особенностями тканей корня, но и ограниченным поступлением металла в вакуоли клеток корня и повышенной скоростью поступления № в сосуды ксилемы гипераккумуляторов, в чем важную роль у ГЛ/аург саегикзсепБ играет внутриклеточный уровень гистидина.

11. Распределение металлов в надземных органах определяется как путями транспира-ционного тока, так и функционированием барьерных тканей. Неспособность С(1, РЬ и N1 проходить через плазмалемму клеток обкладки пучка в листовой пластинке обуславливает их накопление преимущественно в покровной ткани и отличает их распределение от распределения Эг и Ъа, которые, обладая этой способностью, накапливается также в мезофилле.

12. Совокупность полученных данных позволяет заключить, что роль тканей растений в поступлении, передвижении и накоплении тяжелых металлов неодинакова не только для разных металлов, но и для растений исключателей и гипераккумуляторов, что в свою очередь определяет металло- и тканеспецифичность токсического действия металлов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Серегин И.В., Иванов В.Б. Гистохимические методы изучения распределения кадмия и свинца в растениях // Физиология растений. 1997. Т. 44. С. 915-921.

2. Серегин И.В., Иванов В.Б. Является ли барьерная функция эндодермы единственной причиной устойчивости ветвления корней к солям тяжелых металлов // Физиология растений 1997. Т. 44. С. 922-925.

3. Серегин И.В., Иванов В.Б. Барьерная роль эндодермы при поступлении Cd и РЬ в корень //Труды Международной конференции по анатомии и морфологии растений. Санкт-Петербург. 1997. С. 40-41.

4. Серегин И.В., Иванов В.Б. Передвижение ионов кадмия и свинца по тканям корня // Физиология растений. 1998. Т. 45. С. 899-905.

5. Obroucheva N.V., Bystrova E.I., Ivanov V.B., Antipova O.V., Seregin I.V. Root growth responses to lead in young maize seedlings // Plant Soil. 1998. V. 200. P. 55-61.

6. Sobotik M., Ivanov V.B., Obroucheva N.V., Seregin I.V., Martin M.L., Antipova O.V., Bergmann H., Barrier role of root system in lead - exposed plants // Angew. Bot.

1998. V. 72. P. 144-147.

7. Obroucheva N.V., Antipova O.V., Ivanov V.B., Seregin I.V., Bystrova E.I., Sobotik M., Bergmann Y. Root growth inhibition by lead // Int. Symp. on Structure and Function ofRoots. Slovakia. 1998. P. 81.

8. Серегин И.В. Функционально-анатомическое изучение токсического действия кадмия и свинца на корень проростков кукурузы. Дисс. канд. биол. Наук. Москва, МПГУ.

1999. 190 с.

9. Серегин И.В. Функционально-анатомическое изучение токсического действия кадмия и свинца на корень // Труды IV съезда физиологов растений России. Москва. 1999. С. 459.

Ю.Серегин И.В., Иванов В.Б. Физиологические аспекты токсического действия кадмия и свинца на высшие растения // Физиология растений. 2001. Т. 48. С. 606-630.

11. Серегин И.В. Фитохелатины и их роль в детоксикации кадмия у высших растений // Успехи биологической химии. Т. 41.2001. С. 283-300.

12. Obroucheva N.V., Ivanov V.B., Sobotik М., Bergmann Н., Antipova O.V., Bystrova E.I., Seregin I.V., Shpigun L.K. Lead Effects on Cereal Roots in Terms of Cell Growth, Root Architecture and Metal Accumulation // Recent Advances of Plant Root Structure and Function / Ed: Gasparikova O. et al. 2001. Kluwer Academic Publishers. P. 165-170.

13. Ivanov V.B., Bystrova E.I., Seregin I.V. Selectivity and specificity of heavy metal toxic effects on root growth // Abstr. Int. Symp. Plants under Environmental Stress. Moscow 2001. P. 104.

14. Seregin I.V., Ivanov V.B. Cadmium and lead distribution and their toxic effects on maize roots // Abstr. Int. Symp. Plants under Environmental Stress. Moscow. 2001. P. 255.

15.Пехов B.M., Серегин И.В. Распределение и токсическое действие никеля на рост проростков кукурузы // Труды международной конференции «Биологические ресурсы и устойчивое развитие». Пущино. 2001. С. 178.

16. Серегин И.В., Пехов В.М., Иванов В.Б. Использование плазмолиза для выяснения локализации свинца в корневых клетках II Физиология растений. 2002. Т. 49. С. 317-319.

17. Серегин И.В., Кожевникова А.Д., Казгомина Е.М., Иванов В.Б. Функционально-анатомическое изучение токсического действия никеля на корень // Труды II Между-

народной конференции по анатомии и морфологии растений. Санкт-Петербург. 2002. С.311.

18.Иванов В.Б., Быстрова Е.И., Серегин И.В. Сравнение влияния тяжелых металлов на рост корня в связи с проблемой специфичности и избирательности их действия // Физиология растений. 2003. Т. 50. С. 445-454.

19. Серегин И.В., Кожевникова А.Д., Казюмина Е.М., Иванов В.Б. Токсическое действие и распределение никеля в корнях кукурузы // Физиология растений. 2003. Т. 50. С. 793-800.

20. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Гистохимические методы определения локализации и токсичности тяжелых металлов и стронция // Труды V съезда общества физиологов растений России. Пенза. 2003. С. 334.

21. Кожевникова А.Д., Серегин И.В. Токсическое действие и распределение никеля в корнях кукурузы // Труды V съезда общества физиологов растений России. Пенза. 2003. С. 288.

22. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Распределение и токсическое действие стронция на рост проростков кукурузы // Труды V съезда общества физиологов растений России. Пенза. 2003. С. 335.

23. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Транспорт, распределение и токсическое действие стронция на рост проростков кукурузы // Физиология растений. 2004. Т. 51. С. 241-248.

24. Серегин И.В., Шпигун Л.К., Иванов В.Б. Распределение и токсическое действие кадмия и свинца на корни кукурузы // Физиология растений. 2004. Т. 51. С. 582-591.

25. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Токсическое действие и распределение тяжелых металлов и стронция в проростках кукурузы // Труды VIII конференции ботаников в Санкт-Петербурге. Санкт-Петербург. 2004. С. 135-136.

26. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Распределение тяжелых металлов и стронция по тканям проростков кукурузы в связи с проблемой специфичности и избирательности их токсического действия // Биоразнообразие природных и антропогенных экосистем / Сборник статей участников молодежного научного семинара. Екатеринбург. УрО РАН. 2005. С. 92-97.

27. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Распределение кадмия, свинца, никеля и стронция в набухающих зерновках кукурузы // Физиология растений. 2005. Т. 52. С. 635640.

28. Серегин И.В., Кожевникова А.Д., Быстрова Е.И., Иванов В.Б. Функционально-анатомическое изучение распределения и токсического действия тяжелых металлов и стронция на рост проростков кукурузы // Труды Международной конференции «Физиологические и молекулярно-генетические аспекты сохранения биоразнообразия». Вологда. 2005. С. 154.

29. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Токсическое действие и распределение свинца и никеля по тканям и органам проростков амаранта // Труды Международной, конфе-

ренции «Физиологические и молекулярно-генетические аспекты сохранения биоразнообразия». Вологда. 2005. С. 155.

30. Кожевникова АД, Быстрова Е.И., Серегин И.В., Иванов В.Б. Действие никеля, свинца и стронция на структуру мериСтемы и рост корня кукурузы // Труды Международной конференции «Физиологические и молекулярно-генетические аспекты сохранения биоразнообразия». Вологда. 2005. С. 79.

31. Серегин И.В. Поступление в корни, распределение и токсическое действие тяжелых металлов // Труды IV Международной научной конференции. Минск. 2005. С. 211.

32. Кожевникова АД., Серегин И.В. Изучение распределения тяжелых металлов и стронция в растениях с помощью гистохимических методов // Труды IV Международной научной конференции. Минск. 2005. С. 102.

33. Быстрова Е.И., Кожевникова А.Д., Месенко М.М., Серегин И.В., Иванов В.Б. Система межклеточных взаимодействий, определяющая образование и подержание стволовых клеток в меристеме корня // Труды конференции «Биология стволовых клеток: фундаментальные аспекты». Москва. 2005. С. 19-20.

34. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Физиологическая роль никеля и его токсическое действие на высшие растения // Физиология растений. 2006. Т. 53. С. 285-308.

35.Кожевникова АД., Серегин И.В. Влияние тяжелых металлов на деление клеток корневого чехлика и структурную организацию меристемы // Труды IX Международной конференции ботаников в Санкт-Петербурге. Санкт-Петербург. 2006. С. 158.

36. Кожевникова А.Д., Серегин И.В., Быстрова Е.И., Месенко М.М., Иванов В.Б. Покоящийся центр корня - ниша или стволовые клетки? // Труды конференции «Физиология растений - фундаментальная основа современной фитобиеггехнологии». Ростов-на-Дону. 2006. С. 107.

37. Серегин И.В. Устойчивость растений к тяжелым металлам // Труды конференции «Физиология растений - фундаментальная основа современной фитобиотехноло-гии». Ростов-на-Дону. 2006. С. 30-31.

38. Кожевникова А.Д., Серегин И.В., Быстрова Е.И., Иванов В.Б. Влияние тяжелых металлов и стронция на деление клеток корневого чехлика и структурную организацию меристемы // Физиология растений. 2007. Т. 54. С. 290-299.

39. Серегин И.В., Кожевникова А.Д., Давыдова М.А., Быстрова Е.И., Schat H., Иванов В.Б. Роль тканей корня и побега растений исключателей и гипераккумуляторов в транспорте и накоплении никеля // Доклады Академии наук. 2007. Т. 415. N. 3. С. 422424.

40. Серегин И.В., R. Vooijs, Кожевникова АД., Иванов В.Б., Schat H. Влияние кадмия и свинца на накопление фитохелатинов в побегах и различных участках корня кукурузы // Доклады Академии наук. 2007. Т. 415. N. 4. С. 571-573.

41. Серегин И.В., Кожевникова А.Д., Давыдова MA., Быстрова Е.И., Иванов В.Б. Специализация тканей растений исключателей и гипераккумуляторов в транспорте и

накоплении никеля // Труды VI съезда общества физиологов растений России. Сыктывкар. 2007. С. 362-363.

42. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Роль тканей корня и побега в транспорте и накоплении кадмия, свинца, никеля и стронция // Физиология растений. 2008. Т. 55. С. 3-26.

43. Seregin I.V., Kozhevnikova A.D. Transport and Distribution of Nickel in Higher Plants // Nickel in Relation to Plants / Ed: Barket Ali, S. Hayat, A. Ahmad. 2008. Narosa Publising House Pvt. Ltd. 200 p.

44. Кожевникова А.Д., Серегин И.В., Быстрова Е.И., Иванов В.Б. Влияние нитратов свинца, никеля и стронция на рост корня кукурузы // Труды Международной конференции «Физико-химические основы структурно-функциональной организации растений». Екатеринбург. 2008. С. 215-216.

45. Грачева В.В., Серегин И.В., Кожевникова А.Д., Иванов В.Б. Распределение цинка в тканях и органах проростков кукурузы и его ростингибирующее действие II Труды Международной конференции «Физико-химические основы структурно-функциональной организации растений». Екатеринбург. 2008. С. 150-151.

46. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Усиление накопления и ростингибирующего действия никеля и свинца на проростки амаранта в присутствии кальция // Физиология растений. 2009. Т. 56. С. 92-96.

47. Кожевникова А.Д., Серегин И.В., Быстрова Е.И., Беляева А.И., Катаева М.Н., Иванов В.Б. Влияние нитратов свинца, никеля и стронция на деление и растяжение клеток корня кукурузы // Физиология растений. 2009. Т. 56, С. 268-277.

48.Richau К.Н., Kozhevnikova A.D., Seregin I.V., Vooijs R., Koevoets P.L.M., Smith J.A.C., Ivanov V.B., Schat H. Chelation by Histidine Inhibits the Vacuolar Sequestration of Nickel in Roots of the Hyperaccumulator, Thlaspi caerulescens // New Phytol. 2009. doi: 10.1111/j. 1469-8137.2009.02826.x

Подписано в печать: 27.04.2009

Заказ № 1944 Тираж -100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Серегин, Илья Владимирович

TOMI Стр.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Часть 1. Поглощение тяжелых металлов и стронция и факторы, влияющие на этот процесс.:.

Часть 2. Локализация металлов, их транспорт по растению и морфофункциональные механизмы детоксикации.

2.1. Распределение Cd, Pb и Ni по органам растений. Механизмы и роль гипераккумуляции.

2.2. Распределение тяжелых металлов и Sr по тканям растений.

2.3. Транспорт тяжелых металлов по растению.

2.4. Внутриклеточное распределение тяжелых металлов.

Часть 3. Токсическое действие тяжелых металлов и ответ клетки на их избыток.

3.1. Влияние тяжелых металлов на активность ферментов.

3.2. Влияние тяжелых металлов на минеральное питание.

3.3. Действие тяжелых металлов на транспирацию и водный режим.

3.4. Действие Cd на дыхание и содержание АТФ.

3.5. Влияние тяжелых металлов на фотосинтез.

3.6. Действие тяжелых металлов на рост и морфогенез.

Часть 4. Молекулярные механизмы детоксикации, транспорта и устойчивости растений к тяжелым металлам.

4.1. Роль фитохелатинов и металлотионеинов в детоксикации тяжелых металлов у высших растений.

4.1.1. Структура и синтез фитохелатинов.

4.1.2. Функции фитохелатинов и их участие в гомеостазе

4.1.3. Детоксикация Cd с образованием комплексов.

4.1.4. Фитохелатины и устойчивость растений к кадмию.

4.2. Роль металлотионеинов в детоксикации тяжелых металлов.

Содержание.£

4.3. Молекулярные механизмы поступления тяжелых металлов и Sr в цитоплазму.

Часть 5. Общие вопросы устойчивости растений к тяжелым металлам и пути ее возможной эволюции.

Часть 6. Функциональная анатомия корня.

Часть 7. Цели и задачи работы.

ГЛАВА 2. ДЕЙСТВИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И СТРОНЦИЯ НА РОСТ И ВЕТВЛЕНИЕ КОРНЯ.

1. Влияние Cd, Pb, Ni и Sr на морфологию и рост первичного корня кукурузы.

2. Сравнительная оценка влияния различных тяжелых металлов на рост и ветвление корня кукурузы.

3. Влияние Са на проявление токсического действия тяжелых металлов и Sr у разных видов растений.'.

4. Сравнение токсического действия Ni и Zn на рост исключателей и гипераккумуляторов.

5. Специфичность и избирательность токсического действия тяжелых металлов и Sr на рост и ветвление корня.

ГЛАВА 3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И ПЕРЕДВИЖЕНИЕ КАДМИЯ, СВИНЦА, СТРОНЦИЯ, НИКЕ ЛЯ И ЦИНКА ПО ТКАНЯМ РАСТЕНИЙ.

1. Разработка гистохимических методов определения Cd, Pb, Ni, Sr и

2. Распределение Cd и Pb в проростках кукурузы.

3. Отмирание клеток различных тканей корня под действием Cd и

4. Распределение Sr в проростках кукурузы.

5. Распределение Ni в проростках кукурузы.

6. Использование плазмолиза для уточнения распределения тяжелых металлов и Sr.

7. Распределение Ni и РЬ по тканям проростков амаранта в отсутствие и присутствии Са(1ЧОз)2.

8. Распределение РЬ по тканям проростков люпина в отсутствие и присутствии Ca(N03)2.

9. Распределение Ni, Zn и Sr по тканям различных видов и экотипов ярутки.:.

10. Передвижение тяжелых металлов по тканям корня.

11. Влияние Cd и РЬ на аккумуляцию различных изоформ фитохелатинов в побегах и различных участках корня кукурузы.

12. Роль гистидина в передвижении и накоплении Ni растениями ис-ключателями и гипераккумуляторами.

13.Распределение Cd, РЬ, Ni и Sr в прорастающих зерновках кукурузы.;.

14. Роль различных тканей растений в передвижении и накоплении тяжелых металлов и Sr.

ГЛАВА 4. КЛЕТОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ СВИНЦА, НИКЕЛЯ И СТРОНЦИЯ НА РОСТ КОРНЯ.

1. Влияние тяжелых металлов и Sr на деление и растяжение клеток корня в присутствии и отсутствие Са.

2. Связь между распределением металлов и их токсическим действием на рост.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Распределение тяжелых металлов в растениях и их действие на рост"

Актуальность темы. Одной из важнейших проблем экологической физиологии растений является изучение ответной реакции растений на ионы тяжелых металлов, которые при повышенных концентрациях оказывают токсическое действие на самые разнообразные физиологические процессы. Данная проблема имеет не только очевидное практическое значение, которое связано со все возрастающем загрязнением окружающей среды тяжелыми металлами, но также имеет и важное фундаментальное значение, которое связано с исследованием механизмов адаптации и устойчивости растений к тяжелым металлам. Среди них Cd и РЬ - наиболее распространенные токсиканты, тогда как Ni и Zn относят также к микроэлементам [Dixon el al., 1975; Fishbein et al., 1976; Welch, 1981; Eskew et al., 1983, 1984; Brown et al., 1987; Алексеев, 1987; Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Zonia et al., 1995; Geren-das, Sattelmacher, 1997a, 6, 1999; Polacco et al., 1999; Sirko, Brodzik, 2000].

По ряду причин растения не могут не поглощать большинство тяжелых металлов и в отличие от животных, способны накапливать их в больших количествах. Именно поэтому проблема компартмептации металлов в растении является определяющей при изучении их токсического действия и механизмов устойчивости.

Способность растений накапливать тяжелые металлы реализуется на разных уровнях организации: клеточном, тканевом и органном, что связано прежде всего со способностью растений накапливать металлы в клеточных оболочках и вакуолях клеток разных тканей и органов, а также с существованием барьерных тканей, ограничивающих передвижение ряда тяжелых металлов. Накопление тяжелых металлов в метаболически малоактивных компартментах, клеток и в органах, которых растение может впоследствии лишиться, а также связывание металлов с хелатора-ми и их выделение в корневую слизь может являться одними из механизмов де-токсикации, в результате чего тяжелые металлы исключаются из активного метаболизма. Благодаря эффективным механизмам детоксикации металлов растения продолжают расти при повышенном их содержании в среде. t

Существует большое количество данных, касающихся токсического действия тяжелых металлов и их распределения по органам растений, меньше известно о их внутриклеточном распределении [обзоры, Левина, 1978; Baker, 1987; Алексеев, 1987; Добровольский, 1987; Козаренко, 1987; Ершов, Плетенева, 1989; Нестерова, 1989; Са-довникова, 1989; Алексеева-Попова, 1991; Antosiewicz, Д992; Бипгам и др., 1993; Salt et al., 19956; Пахомова, 1995; Фролов, 1998; Ernst, 1999; Sanita di Toppi, Gabbrielli, 1999; Salt, Ensley, 2000; Серегин, Иванов, 2001; Серегин, 2001; Hall, 2002; Clemens et al., 2002; Yang et al., 2005; Серегин, Кожевникова, 2006; do Nascimento, Xing, 2006; Титов и др., 2007; Sigel et al., 2007; Broadley et al., 2007; Серегин, Кожевникова, 2008; Milner, Ko-chian, 2008]. Данные о распределении металлов на .тканевом уровне практически полностью отсутствовали к началу наших исследований, хотя именно изучение их распределения по тканям растений является важным для понимания механизмов их v токсического действия и морфо-физиологических механизмов детоксикации. Решение этой задачи тесно связано с необходимостью разработки методов анализа распределения тяжелых металлов по тканям и клеткам растений, которые практически не были известны. На этом основании в диссертации была поставлена задача I разработать такие методы и с их помощью проанализировать связь между распределением, токсичностью и особенностями ростингибирующего действия металлов.

Многие виды растений способны накапливать тяжелые металлы, причем их содержание в органах растений может в десятки и даже сотни раз превышать их содержание в окружающей среде. По способности к аккумуляции тяжелых металлов выделяют две контрастные группы растений: исключатели, у которых тяжелые металлы накапливаются главным образом в корневой системе, и аккумуляторы, у которых они накапливаются в больших количествах в надземных органах [Baker, I

1981]. В литературе, однако, практически отсутствуют сведения о том, какими мор-фо-анатомическими и физиологическими особенностями обусловлена способность одних видов растений накапливать тяжелые металлы в корнях, а у других видов — в надземных органах.

Выяснение роли тканей в передвижении и накоплении металлов у исключателей и гипераккумуляторов необходимо, с одной стороны, для понимания механизма гипераккумуляции для применения гипераккумуляторов в целях рекультивации почвы и очистки окружающей среды от тяжелых металлов - фиторемедиации - технологии, которая в последнее время активно разрабатывается [Mench et al., 1994; Kumar et al., 1995; Dushenkov et al., 1995; Ensley et al., 1995; Salt et al., 1995a; Huang et al., 1997; Salt et al., 1997, 1998; Gleba et al., 1999; Raskin; Ensley, 2000; Garbisu, Alkorta, 2001; Kramer, 2005; do Nascimento, Xing, 2006]. С другой стороны, это важно для выяснения структурных и физиологических особенностей исключателей, определяющих ограниченное поступление металлов в надземные органы, что представляет несомненный интерес для сельскохозяйственной практики.

Поступая в клетки, тяжелые металлы реагируют с функциональными группами белков и других соединений, что может являться одним из механизмов детоксика-ции (металлотионеины и фитохелатины), но вместе с тем приводит к многочисленным нарушениям метаболизма и лежит в основе высокой токсичности тяжелых металлов. Прочность связывания ионов тяжелых металлов с функциональными груп-* пами биополимеров может различаться, что может быть одной из причин различной токсичности тяжелых металлов. Поэтому, в наших исследованиях были выбраны широко распространенные тяжелые металлы, во-первых обладающие различным сродством к функциональным группам биополимеров, а во-вторых, накапливающиеся в разных компартментах клетки. Так, Cd, Pb, Zn связываются главным образом с SH-группами и накапливаются в апопласте, a Ni связывается с N-содержащими лигандами и накапливается преимущественно в протопласте.

Токсическое действие металлов четко видно по ингибированию роста, что широко используется для тестирования их присутствия в окружающей среде [Wilkins, 1978, Wang, 1987; Breckle, 1991; Hagemeyer, Breckle 1996]. Действие тяжелых металлов на рост напрямую зависит от особенностей их тканевого и внутриклеточного распределения в растущем участке корня, а также от эффективности механизмов детокси-кации, которые по-разному могут реализоваться в различных тканях исключателей и аккумуляторов. Поэтому решение проблемы специфичности и избирательности токсического действия металлов на рост, а также выяснение клеточных механизмов действия тяжелых металлов на отдельные ростовые процессы требует понимания особенностей их передвижения и распределения по органам и тканям в связи со свойствами их ионов.

Изучение функциональных особенностей тканей корня и побега в передвижении и накоплении тяжелых металлов у исключателей и гипераккумуляторов, а также выяснение механизма ростингибирующего действия различных тяжелых металлов необходимы для разработки фундаментальных основ адаптации растений к тяжелым металлам и решения ряда практических задач.

Перечисленные выше проблемы определили актуальность данного исследования.

Цель исследования состояла в выяснении роли разных тканей корня и побега исключателей и гипераккумуляторов в передвижении и накоплении тяжелых металлов в связи с особенностями их ростингибирующего действия. Задачи исследования: (

1. Выяснить роль разных тканей корня и побега в передвижении и накоплении металлов у исключателей и гипераккумуляторов j

2. Выявить возможные причины избирательного накопления металлов в подземных органах исключателей и надземных органах гипераккумуляторов

3. Охарактеризовать на клеточном уровне механизмы ростингибирующего действия Pb, Ni и Sr в связи со специфичностью и избирательностью их действия. t

Научная новизна работы. Предложены новые методы гистохимического определения Cd, Pb, Sr и Zn, а метод для выявления Ni существенно модифицирован, что позволило повысить его чувствительность. Установлены основные закономерности распределения металлов у исключателей и гипераккумуляторов. Впервые выяснен вклад разных тканей корня и побега в передвижении и накоплении металлов. Впервые показано отсутствие физиологических барьеров в меристеме корня для ионов тяжелых металлов, передвигающихся по симпласту, и апопласту; роль первичной коры как избирательного аккумулятора таких «апопластических» ионов тяжелых металлов, как Cd и Pb; отсутствие универсальных тканевых и клеточных барьеров

1 I для передвижения тяжелых металлов; функция перицикла как ткани-аккумулятора и «кольцевого коллектора» в передвижении Ni у исключателей. Выяснена неодно^ значность влияния Са на распределение и токсическое действие тяжелых металлов 1 у разных видов. Показана возможная причина «защитного» действия Са — конкуренция за общие места связывания при поглощении !и транспорте. Впервые показаt, t на роль гистидина в передвижении и накоплении Ni у исключателей и гипераккумуляторов. Установлено, что феномен гипераккумуляции определяется не только отсутствием тканей-аккумуляторов и барьерных тканей в корне у гипераккумуляторов, но и ограниченным поступлением Ni в вакуоли клеток корня и повышенной скоростью поступления Ni в сосуды ксилемы в корнях гипераккумуляторов, в чем важную роль играет повышенный внутриклеточный уровень гистидина. Проведен сравнительный анализ ростингибирующего действия тяжелых металлов. Экспериментально обоснована специфика механизма действия Pb, Ni и Sr на рост наряду с общей неспецифичпостью и неизбирательностью токсического действия металлов. Основные положения, выносимые на защиту: ■

1. Роль тканей растений в передвижении и накоплении тяжелых металлов не одинакова не только для разных металлов, но и у растений исключателей и гипераккумуляторов.

2. В корнях гипераккумуляторов отсутствуют барьерные ткани и тканиаккумуляторы, в результате чего их корневая система, в отличие от исключатеi лей, не ограничивает поступление металлов в побег.

4. Специфика действия отдельных тяжелых металлов на различные ростовые про-; цессы обусловлена как различиями физико-химических свойств их ионов, так и, различным характером их передвижения и распределения по тканям и органам растений.

Научная и практическая значимость исследований. Проведенные исследования имеют, прежде всего, фундаментальный характер поскольку позволяют попять основные принципы и закономерности передвижения и распределения тяжелых металлов по разным тканям в связи с различной ролью последних как у разных видов растений, так и для разных тяжелых металлов. Результаты исследования дают новые представления о специфических и неспецифических чертах ростингибирующего действия тяжелых металлов. Установленные связи между особенностями распределения тяжелых металлов и клеточным механизмом их токсического действия на рост являются важным звеном в понимании устойчивости растений к тяжелым металлам и реакции растений на их избыток. Вместе с тем представленные результаты могут иметь и практическое значение ввиду возрастающего загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. Полученные данные о неоднозначности «защитного» эффекта Са необходимо учитывать в сельскохозяйственной практике, так как известкование почв - один из наиболее распространенных приемов, направленный на уменьшение поглощения и токсического действия тяжелых металлов. Понимание причин ограниченного поступления тяжелых металлов в надземные органы у растений исключателей и неограниченного — у гипераккумуляторов может быть использовано для разработки методов уменьшения содержания тяжелых металлов в сельскохозяйственной продукции, с одной стороны, и увеличении содержания металлов в надземных органах растений, используемых в технологии фиторемедиации. Кроме того, определение тяжелых металлов с помощью простых гистохимических методов имеет важное значение для экологического мониторинга. Материалы диссер-5 тации могут быть рекомендованы для включения в лекционные курсы по физиологии растений и экологии.

Апробация работы. Основные материалы диссертации были представлены на Международной конференции по анатомии и морфологии растений (Санкт-Петербург, 1997), на Международном симпозиуме .«Структура и функция корня» (Словакия, 1998), на IV Съезде Общества физиологов растений России (Москва,

1999), на Международном симпозиуме Plants under Environmental Stress (Москва, \

2001); на Международной конференции «Биологические ресурсы и устойчивое развитие» (Пущино, 2001); на II Международной конференции по анатомии и морфологии растений (Санкт-Петербург, 2002), на I Молодежной конференции ИФР РАН (Москва, 2003), на V Съезде Общества физиологов растений России (Пенза, 2003); на VIII Международной конференции ботаников (Санкт-Петербург, 2004), на Международной научной конференции «Проблемы физиологии растений Севера» (Петрозаводск, 2004), на III научном семинаре «Биоразнообразие природных и антропогенных экосистем» (Екатеринбург, 2004), на Международной конференции «Физиологические и молекулярно-генетические аспекты сохранения биоразнообразия» j

Вологда, 2005), на IV Международной научной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2005), на Международной конференции «Биология стволовых клеток: фундаментальные аспекты» (Москва, 2005), на I (IX) Международной конференции ботаников (Санкт-Петербург, 2006), на Мет ждународной конференции «Физиология растений - фундаментальная основа современной фитобиотехнологии» (Ростов-на-Дону, 2006), на семинарах лаборатории экологии и физиологии растений Свободного университета (Амстердам, Голландия, 2005, 2006, 2007, 2008), на секции экологии Дома ученых (Москва, 2007), на Косты-чевских чтениях (Санкт-Петербург, 2007), на Международном семинаре Phytoreme-diation and monitoring of contaminated soil (Санкт-Петербург, 2007), па VI Съезде Общества физиологов растений России (Сыктывкар, 2007), на Международной конференции «Физико-химические основы структурно-функциональной организат ции растений» (Екатеринбург, 2008).

J ( благодарность Е.И. Быстровой, А.Д. Кожевниковой, а также Н.В. Алексеевой-Поповой, А.И. Беляевой, М.Н. Катаевой, JI.K. Шпигун, R. Vooijs и доктору Н. Schat (Свободный университет, Амстердам, Голландия) за оказанную помощь в проведении ряда исследований. Особо благодарен научному консультанту В.Б. Иванову за конструктивные советы и постоянное содействие в работе, а также всем коллегам, принимавшим участие в обсуждении полученных результатов.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 333 страницах и состоит; » из введения, 4 глав, заключения и выводов. Список литературы включает 625 источника, из них 555 иностранных авторов. Работа содержит 26 таблиц и 99 рисун-: ков. 11 таблиц и 88 рисунков включены в приложение (том 2).

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Серегин, Илья Владимирович

Выводы мулирующая функции этой ткани отсутствуют, в результате чего Ni свободно t поступает в надземные органы.

6. Перицикл играет роль «коллектора» только для «симпластических» ионов тяжелых металлов (Ni), одновременно являясь тканью-аккумулятором, возможно, за счет незначительного симпластного «выхода» в центральный цилиндр. Подобная роль перицикла неуниверсальна и не свойственна гипераккумуляторам.

7. Ветвление корня чрезвычайно устойчиво к действию большинства тяжелых металлов, за исключением Ni, для которого наряду с его высокой цитотоксично-стью отсутствуют физиологические барьеры радиального транспорта, а перицикл выполняет роль коллектора и аккумулятора, накапливая Ni в протопластах клеток.

8. В результате отсутствия в корнях гипераккумуляторов барьерных тканей, тка-j ней-аккумуляторов и коллекторов, их корневая система в отличие от исключателей не играет барьерной функции и не ограничивает поступление ионов в побег, а ветвление корня у гипераккумуляторов устойчиво даже к «симпластическим» ионам с высокой цитотоксичностью. , t

Ю.Принадлежность растений к исключателям или гипераккумуляторам определяется не только различными функциональными особенностями тканей корня, но и ограниченным поступлением металла в вакуоли клеток корня и повышенной скоростью поступления Ni в сосуды ксилемы гипераккумуляторов, в чем важную роль у Thlaspi caerulescens играет внутриклеточный уровень гистидина.

11.Распределение металлов в надземных органах определяется как путями транспи-рационного тока, так и функционированием барьерных тканей. Неспособность Cd, Pb и Ni проходить через плазмалемму клеток обкладки пучка в листовой пластинке обуславливает их накопление преимущественно в покровной ткани и отличает их распределение от распределения Sr и Zn, которые, обладая этой способностью, накапливается также в мезофилле.

12.Совокупность полученных данных позволяет заключить, что роль тканей растений в поступлении, передвижении и накоплении тяжелых металлов неодинакова не только для разных металлов, но и для растений исключателей и гипераккумуляторов, что в свою очередь определяет металло- и тканеспецифичность токсического действия металлов.

Заключение

В настоящее время не возникает никаких сомнений относительно важности, изучения механизмов адаптации растений к тяжелым металлам. Решение фундаментальных и практических задач в этой области невозможно без понимания роли тканей растений исключателей и гипераккумуляторов в передвижении и накоплении тяжелых металлов, а также без выяснения механизмов ростингибирующего действия металлов - одного из основных показателей токсичности. Для этого нами были использованы современные методы световой и флуоресцентной микроскопии, количественного анализа, высокоэффективной жидкостной хроматографии, цитологические и гистохимические методы, причем последние были разработаны' впервые или существенно модифицированы.

Проведенный комплексный анализ передвижения и распределения металлов показывает, что роль различных тканей растений неодинакова как для разных металлов, так и у растений, относящихся к исключателям и гипераккумуляторам (табл. 11). Все ткани по выполняемым функциям можно разделить на несколько групп.

К первой группе относятся ткани, ответственные за поступление тяжелых металлов в растение из окружающей среды. Основной поглотительной тканью является ризодерма, наличие корневых волосков у которой не определяет саму возможность поступления металлов в корень, а лишь многократно увеличивает площадь его соприкосновения со средой. Поэтому в отсутствие конкурирующих ионов пог ступление тяжелых металлов в корень происходит во всех его зонах, причем в некоторых случаях поглощение Sr в зоне растяжения происходит даже более активно, чем в зоне корневых волосков [Мазель, 1989] (табл. 11).

Ко второй группе относятся ткани, выполняющие барьерную функцию — эндодерма и экзодерма, которые ограничивают радиальный транспорт металлов по корню. Барьерная роль этих тканей свойственна только" зрелым клеткам с модифицированными клеточными оболочками и неуниверсальна для всех металлов. Эти ткани могут ограничивать у исключателей только передвижение апопластических ионов с низкой способностью поступления в симпласт, что свойственно для РЬ и в меньшей степени для Cd, в то время как передвижение симпластических ионов ограничивается незначительно. Эндодермальный и экзодермальный барьеры могут I быть полными или частичными в зависимости от свойств ионов, концентрации металла в растворе, степени его токсичности, стадии развития клетки, особенностей строения барьерных тканей у разных видов. У гипераккумуляторов тканевые барьеры полностью отсутствуют. Отсутствуют физиологические барьеры для всех изученных металлов и в меристематических тканях обеих групп растений, что может быть связано с недостаточной дифференцировкой клеток барьерных тканей (табл. 11).

К третьей группе тканей можно отнести ткани-аккумуляторы и ткани, в которых металл выявляется, но не накапливается. Способность ткани накапливать большие количества тяжелых металлов зависит от целого ряда факторов: анатомических и физиологических особенностей строения ткани и составляющих ее клеток, физико-химических свойств ионов, которые определяют особенности их передвижения по растению, эффективности функционирования физиологических барьеров для радиального транспорта тяжелых металлов, а также от принадлежности растения к исключателям или гипераккумуляторам. Для исключателей основной тканью-аккумулятором апопластических ионов является обычно многослойная кора. Мно-гослойность коры определяет большую «емкость апопласта», что необходимо для связывания и детоксикации апопластических ионов Cd и РЬ. Однако эффективность функционирования этой ткани определяется наличием эндодермального барьера, ограничивающего поступление металлов в центральный цилиндр. Для апопластических ионов, способных проходить через этот барьёр по симпласту и обладающих высокой мобильностью (Sr, Zn), аккумулирующие свойства коры будут ограничены. В данном случае кора, как впрочем, и другие ткани корня, будет выполнять лишь функцию передвижения металлов по радиусу корня, то есть будет являться тканью, в которой металл выявляется, но не накапливается. Для симпластических ионов (Ni) кора также является аккумулятором, за исключением наружных слоев у проростков кукурузы, несмотря на отсутствие эндодермального барьера. У исключателей роль аккумулятора Ni выполняют также клетки экзодермы, эндодермы, перицикла, что определяет особенности передвижения этого металла и его токсического действия на ветвление корня. Высокая аккумулирующая способность свойст венна также слизи, выделяемой клетками ризодермы и корневого чехлика, однако она проявляется только в том случае, когда ионы имеют высокое сродство к ее материалу, как это свойственно РЬ.

У гипераккумуляторов, в отличие от исключателей, в корне отсутствуют как барьерные ткани, так и ткани-аккумуляторы, в результате чего ионы поступают в надземные органы, а ветвление корня устойчиво не только к апогтастическим (Sr), но и к симпластическим ионам (Ni). Ограниченная способность Ni, в отличие от Sr и Zn, проходить через плазмалемму клеток обкладки пучка в листовой пластинке гипераккумуляторов определяет его поступление в покровную ткань, минуя мезо-( филл. Благодаря наличию в эпидерме листа водозапасающих клеток с большой центральной вакуолью, эпидерма играет роль аккумулирующей ткани у гипераккумуляторов. Аккумулятором у этих растений является и колумелла корневого чехлика, что свидетельствует о гетерогенности клеток чехлика по способности накапливать металлы у разных видов растений (табл. 11).

К четвертой группе принадлежат ткани коллекторы, роль которых для симпластических ионов выполняет перицикл. Основные функции этих тканей - пере» 1 распределение ионов по периметру центрального цилиндра, их накопление и участие в поступлении металла в проводящую систему. Коллекторная функция ткани определяется как структурными особенностями клеток ткани, так и спецификой передвижения ионов тяжелых металлов. Благодаря неравномерному распределению плазмодесм по клеточным оболочкам, перицикл кукурузы имеет мощный «вход» симпластических ионов (Ni) и значительно меньший «выход», аккумулируя тем самым большие количества металла в протопласте. Роль коллектора перицикл не играет в случае Sr, который способен проходить через эндодерму и транспортироваться далее по апопласту. Эта ткань не выполняет коллекторной функции также для апопластических ионов, которые в значительной,степени не поступают в ткани центрального цилиндра через эндодермальный барьер. Поэтому роль перицикла как ткани коллектора не универсальна для всех металлов, а свойственна, по-видимому, только для ионов, передвигающихся по симпласту, причем проявляется только у исключателей. У гипераккумуляторов перицикл не является коллектором и аккумулятором, что определяет нормальное его функционирование в качестве меристематической ткани в процессе образования боковых корней (табл. 11).

К пятой группе тканей относятся проводящие ткани, участвуюгцие в дальнем транспорте металлов, роль которых играют ксилема и флоэма. Однако Sr, также как и Са способностью транспортироваться по флоэме, по-видимому, не обладают [Koranda, Robinson,, 1978; Zeller, Feller, 2000; White, Broadley, 2003] или эта способность ограничена. Кроме того, транспорт Ni по ксилеме у исключателей (кукуруза) может быть ограничен за счет накопления металла в местах перфораций между члениками сосудов ксилемы, возможно в виде комплексов. Такого явления не наблюдается у гипераккумуляторов. Эффективность транспорта Cd и Pb в побеги исключателей также невысока вследствие наличия барьерных тканей и поступления металлов в центральный цилиндр главным образом через апикальный участок корня, где барьерные ткани недифференцированны (табл. 11).

Наконец, к шестой группе можно отнести ткани-накопители, способные к аккумуляции металлов, но только в отсутствие ионов конкурентов. В этом заключается их отличие от тканей аккумуляторов. К таким тканям у исключателей относятся ткани апикального участка корня в зонах деления и растяжения, а также корневой чехлик. За исключением покоящегося центра, в, отсутствие, например Са, эти ткани накапливают значительные количества металлов, что является причиной ростингибирующего действия последних. Содержание тяжелых металлов в клетках покоящегося центра часто ниже, чем в окружающих клетках меристемы, что может быть обусловлено структурными особенностями его клеток. Благодаря этому, при невысоких концентрациях металлов, не обладающих цитотоксическим действием, возможна активация делений клеток покоящегося центра и восстановление роста корня. Определенную роль в этом восстановлении играют клетки корневого чехлика. В отличие от исключателей, у аккумуляторов содержание металла в растущем участке корня в присутствии других ионов может возрастать и в этом отношении действие ионов конкурентов не универсально, что также свидетельствует о возможных различиях в путях поступления тяжелых металлов в корень у разных видов (табл. 11).

2007]. Морфофупкциональные особенности строения клеток разных тканей, а также различия физико-химических свойств ионов разные металлов определяют различную роль тканей корня и побега в передвижении и накоплении металлов. Исходя из вышесказанного становятся очевидными ограничения, возникающие при анализе содержания металлов или любых других веществ в перерасчете на единицу массы органа, так как их содержание в разных клетках может существенно различаться.

Принадлежность растений к гипераккумуляторам, определяется не только структурно-функциональными, но также физиологическими и биохимическими особенностями тканей и клеток корня. К структурно-функциональным особенностям гипераккумуляторов можно отнести отсутствие как барьерных тканей, так и тканей аккумуляторов и коллекторов, вследствие чего их корневая система не выполняет барьерной функции и металлы беспрепятственно поступают в ксилему, а следова тельно и в надземные органы растений. Отсутствие накопления Ni в клетках корня гипераккумуляторов обусловлено высоким эндогенным уровнем гистидина (а возможно, и других низкомолекулярных хелаторов), который, образуя комплекс с Ni, предотвращает его поступление и накопление в вакуолях клеток корня. Связывание Ni с гистидином является причиной его более интенсивной загрузки в ксилему, в результате чего Ni в значительных количествах поступает в надземные органы, где и накапливается в особых водозапасающих клетках эпидермы. Кроме того, способность растений накапливать тяжелые металлы в надземных органах может определяться более эффективными системами поглощения ионов, устойчивых к действию тяжелых металлов, а также более эффективными механизмами детоксикации металI лов направленных на поддержание гомеостаза (табл. 12, рис. 72).

I I

Накопление тяжелых металлов в подземных органах, а следовательно и принадлежность растений к исключателям, также как и в случае гипераккумуляторов, определяется не только структурно-функциональными, по также физиологическими и биохимическими особенностями тканей и клеток корня. К структурно-функциональным особенностям можно отнести, например, наличие функциональных барьеров, ограничивающих поступление тяжелых металлов в стелу корня, а следовательно и в проводящие ткани, в результате'чего тканями-аккумуляторами являются отдельные ткани корня. Способность исключателей накапливать Ni в подземных органах, как было продемонстрировано на примере Thlaspi arvense, обусловлено существенно более низким эндогенным содержанием гистидииа и вероятно ограниченной способностью к загрузке комплекса гистидина с никелем в ксилему, в то время как его поступление в вакуоль клеток корня неограниченно. В результате происходит накопление Ni в отдельных тканях корня, которые выполняют роль тканей-аккумуляторов. Кроме того, ограниченная способность исключателей накапливать тяжелые металлы может определяться в целом менее эффективными механизмами детоксикации тяжелых металлов, в результате чего эти виды менее устойчивы к токсическому действию тяжелых металлов (табл. 12, рис. 72).

Способность клеток определенных тканей накапливать металлы может с одной стороны являться одним из механизмов их детоксикации и участвовать в адаптации растений к тяжелым металлам, а с другой стороны, при поступлении в цитоплазму, может быть одной из причин их токсического действия. В результате гетерогенности распределения металлов по тканям, токсическое действие может по-разному проявляться в клетках разных тканей у растений с разными стратегиями выживания.

Накопление металлов в растущем участке корня является основной причиной ингибирования роста. В целом токсическое действие тяжелых металлов, также как и многих других токсикантов [Ivanov, 1994], неизбирательно и определяется взаимодействием с функциональными группами биологически-активных соединений. Сродство к этим группам во многом определяет силу воздействия металла на тог или иной процесс, что в конечном итоге проявляется в ингибировании роста органа. Однако для каждого из металлов прослеживается своя специфика (рис. 87), которая выражается в различной степени влияния на отдельные ростовые процессы. Так, Ni иигибирует главным образом деления клеток и в значительно меньшей степени влияет на их растяжение. Напротив, в присутствии Sr происходит замедление остановки растяжения клеток, а его действие на деление выражается в увеличении продолжительности клеточного цикла. РЬ примерно в равной степени оказывает' влияние на деление и растяжений клеток.

Специфика ростингибирующего действия металлов во многом определяется особенностями их передвижения и накопления в разных тканях. Рассматривая основные закономерности распределения металлов и механизмы их ростингибирующего действия в совокупности, а также привлекая данные по механизмам влияния тяжелых металлов на другие физиологические процессы у контрастных групп растений возможно ответить на вопрос, каким же образом растения адаптируются к избытку тяжелых металлов.

В заключение осталось отметить, что как токсическое действие, так и детокси-кация металлов является комплексным процессом и не определяется каким-либо одним механизмом, а является сочетанием различных, зачастую взаимосвязанных, механизмов. Эффективность последних и является, по-видимому, тем главным фак7 тором, который определяет устойчивость растения и способность к гипераккумуляции (табл. 12). Именно особенности передвижения и распределения металлов в корнях растений определяют их способность накапливать металлы в подземных или надземных органах, а следовательно и принадлежность растений к группе исключателей или аккумуляторов.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Серегин, Илья Владимирович, Москва

1. Алексееве Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. М.: Агропромиздат, 1987.

2. Алексеев Ю.В., Вялушкина Н.И. Влияние кальция и магния на поступление кадмия и никеля из почвы в растения вики и ячменя // Агрохимия. 2002. №1. С. 8284.

3. Алексеева-Попова Н.В. Клеточно-молекулярные механизмы устойчивости растений к тяжелым металлам / Устойчивость к тяжелым металлам дикорастущих видов / Под ред. Н.В.Алексеевой-Поповой. Л: Ленуприздат. 1991. С. 5-15.

4. Амосова Н.В., Тазина И.А., Сынзыныс Б.И. Фито- и генотоксическое действие ионов железа, кобальта и никеля на физиологические показатели растений различных видов // С.-х. биология. 2003. № 5. С. 49-54.

5. Андреева И.В., Говорима В.В., Ягодин Б.А., Доснмова О.Т. Динамика накопления и распределения никеля в растениях овса// Агрохимия. 2000. №4. С. 68-71.

6. Андреева И.В., Говорина В.В., Виноградова С.Б, Ягодин Б.А. Никель в растениях // Агрохимия. 2001. №3. С. 82-94.

7. Барсукова B.C., Гамзикова О.И. Влияние избытка никеля на элементный состав контрастных по устойчивости к нему сортов пшеницы // Агрохимия. 1999. №1. С. 80-85.

8. Бингам Ф.Т., Коста М., Эйхенбергер Э. и др. Некоторые вопросы токсичности -ионов металлов / Под ред. Зигель X., Зигель А. М.: Мир. 1993. 366 с.

9. Бишоп Э. Индикаторы. Т. 2. М.: Мир. 1976. 446 с.

10. Ю.Блок Н.И. Качественный химический анализ. М.: Госхимиздат. 1952. 520 с.

11. И.Бродскгш В.Я. О способах фиксации и подготовки материала для количественного цитохимического анализа// Цитология. 1960. Т.2. С. 605-613.

12. Бурдин К.С., Полякова Е.Е. Металлотионеины, их строение и функции // Успехи совр. биол. 1987. Т. 103. С. 390-400.

13. Вахмистров Д.Б. Пространственная организация ионного транспорта в корне // М: Наука. 1991 (49-е Тимирязевское чтение).

14. Гамалей Ю.В. Происхождение и локализация органелл растений // Физиология растений. 1997. Т. 44. С. 115-137.

15. ДаниловаМ.Ф., Дертева Е.Ю. Данные анатомии и физиологии о передвижении воды и растворенных веществ по тканям корня // Бот. журн. 1964. Т. 49. С. 1347-1365.

16. Данилова М.Ф., Стамболцян Е.Ю. О структуре «пояска Каспари» (к вопросу о барьерной функции эндодермы) // Бот. журн. 1969. Т. 54. С. 1288-1291.

17. Данилова М.Ф. Структурные основы поглощения веществ корнем // Л: Наука. 1974. 206 с.

18. Данилова М. Ф., Стамболцян Е.Ю. Ультраструктура дифференцирующихся клеток первичной ксилемы корня в связи с вопросом о поступлении веществ в тра-хеальные элементы// Бот. журн. 1975. Т.60. С. 913-926.

19. Данилова М.Ф., Мазель Ю.Я., Стамболцян Е.Ю., Телепова М.Н. Формирование системы транспорта ионов в растении. П. Ультраструктура дифференцирующихся тканей корня кукурузы {Zea mays) 11 Физиология растений. 1983. Т. 30. С. 1061-1068.

20. И.Дертева Е.Ю. Строение и функции эндодермы // Бот. журн. 1965. Т. 50. С. 1327-1337.

21. ЪЪ.Добровольский В.В. Глобальная геохимия свинца // Свинец в окружающей среде. Под ред. В.В. Добровольского. М; Наука. 1987. С. 7-19.

22. Ершов Ю.А., Плетенева Т. В. Механизмы токсического действия неорганических соединений. М.: Медицина. 1989. 272 с.

23. Иванов В.Б. Клеточные основы роста растений. Москва. Наука. 1974. 223 с.

24. Иванов В.Б. Детерминация последовательности выхода отдельных клеток из митотического цикла и перехода их к отложению крахмала в чехлике корня кукурузы//ДАН СССР. 1979. Т. 245. С. 716-719.

25. Иванов В.Б. Активные красители в биологии. М.: Наука. 1982. 214 с.

26. Иванов В.Б. Особенности организации пролиферации клеток в растениях в связи с проблемой стволовых клеток // Цитология. 1986. Т. 28. С. 295-302.

27. Иванов В.Б. Проблема стволовых клеток у растений // Онтогенез. 2003. Т. 34. С. 253-261.

28. Иванов В.Б. Меристема как самоорганизующаяся система: поддержание и ограничение пролиферации клеток// Физиология растений. 2004. Т. 51. С. 926 -941.

29. Иванов В.М. Гетероциклические азотсодержащие азосоединения. М., Наука. 1982. 230 с.

30. Игоишна Т.И, Косицин А.В. Устойчивость к свинцу карбоангидразы Melica mi-tans (Poaceae) // Бот. журн. 1990. Т. 75. С. 1144-1150.

31. Кабата-Пендиас А., Пенднас X. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир. 1989. 439 с.

32. ЗА.Кларксон Д. Транспорт ионов и структура растительной клетки. М. Мир. 1978. 368 с.

33. Кожевникова А.Д. Распределение никеля в проростках кукурузы и его ингибирующее действие на рост// Дисс. к.б.н. 2006. Москва. ИФР РАН. 207 с.

34. Зв.Козаренко А.Е. Свинец в растениях // Свинец в окружающей среде / Под ред. Добровольского В.В. М: Наука. 1987. С. 71-76.

35. Косицин А.В. Взаимодействие металлов с ферментами // Устойчивость к тяжелым металлам дикорастущих видов / Под ред. Н.В.Алексеевой-Поповой. JI: Jle-нуприздат. 1991. С. 15-22.

36. Костюк П.Г. Кальций и клеточная возбудимость. М. Наука. 1986. 255 с.3*).Кузнецов Вл.В., Шевякова Н.И. Пролин при стрессе: биологическая роль, метаболизм, регуляция // Физиология растений. 1999. Т. 46. С. 321—336.

37. AQ.JIapxep В. Экология растений. М.: Мир. 1978.

38. Левила Э.Н. Общая токсикология металлов. Л.: Медицина. 1978. 184 с.

39. Лепнева О.М., Обухов А. И. Состояние свинца в системе почва-растение в зонах влияния автомагистралей // Свинец в окружающей среде / Под ред. Добровольского В.В. М: Наука 1987. С. 149-165.

40. АЪ.Луръе Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия. 1971. 228 с.

41. Маджугина Ю.Г., Кузнецов Вл.В., Шевякова И,И. Растения полигонов захоронения бытовых отходов мегаполисов как перспективные виды для фитореме-диации// Физиология растений. 2008. Т. 55. С. 453^463.

42. Мазель Ю.Я. Формирование системы поглощения и транспорта ионов в растении (на примере калия и кальция) // Автореф. дис. 1989. Москва, ТСХА.

43. Мельничук Ю.П., Лишко А.К. Влияние ионов кадмия на деление клеток меристемы корней кукурузы // Физиология и биохимия культурных растений. 1991. Т. 3. С. 291-293.

44. Меркушева М.Г., Убугунов В.Л., Лаврентьева И.Н. Тяжелые металлы в почвах и фитомассе кормовых угодий Западного Забайкалья // Агрохимия. 2001. Т. 8. С. 63-72.

45. Г/epputt Д. Органические аналитические реагенты. М.: Мир. 1967. 407 с.

46. Пирс Э. Гистохимия. М.: ИЛ, 1962. 962 с.

47. Садовникова Л.К. Экологические последствия загрязнения почв тяжелыми металлами // Биологические науки. 1989. N. 9. С.47-53.

48. Сендел Е. Колориметрические методы определения следов металлов. М.: Мир. 1964. 560 с.

49. Титов А. Ф., Таланова В.В., Боева Н.П., Минаева С.В., Солдатов С.Е. Влияние свинца на рост проростков пшеницы, ячменя и огурца // Физиология растений. 1995. Т. 42. С. 457-462.

50. Титов А.Ф., Таланова В.В., Казнина Н.М., Лайдинен Г. Ф. Устойчивость растений к тяжелым металлам. Петрозаводск. Изд. Карельского научного центра РАН. 2007. 169 с.

51. Тэмп Г.А. Никель в растениях в связи с его токсичностью // Устойчивость к тяжелым металлам дикорастущих видов / Под ред. Н.В. Алексеевой-Поповой. Л: Ленуприздат. 1991. С. 139-146.

52. Уоринг Ф., Филлипс И. Рост растений и дифференцировка. М. Мир.: 1984. 512 с.

53. Феник С.И., Трофимяк Т.В., Блюм Я.Б. Механизмы устойчивости растений к тяжелым металлам // Успехи совр. биол. 1995. Т.115. С. 261-275.

54. Фролов А.К. Окружающая среда крупного города и жизнь растений в нем. С.-П.: Наука. 1998. 327 с.

55. Холодова В.П., Волков К.С., Кузнецов Вл.В. Адаптация к высоким концентрациям солей меди и цинка растений хрустальной травки и возможность их использования в целях фиторемедиации // Физиология растений. 2005. Т. 52. С. 848858.

56. Шехоецова Т.Н., Кучеярова В.В., Долманова И.Ф. Ферментативный метод определения свинца с применением щелочной фосфатазы // Ж. Аналит. химии 1985. Т. XL. С. 1810-1814.

57. Шпигун Л.К., Копытова Н.Е. Автоматизированный метод вольтамперометриче-ского определения ультрамалых концентраций серебра в морской воде // Заводская лаборатория. 1997. № 3. С. 5-7.

58. Щербов Д.П., Матвеец М.А. Аналитическая химия кадмия. М.: Наука. 1973. 155 с.

59. Эзау К. Анатомия семенных растений. М.: Мир. 1980. 558 с.

60. Al-Yemeni M.N Effect of Cadmium, Mercury and Lead on Seed Germination and Early Seedling Growth of Vigna ambabensis L. // Indian J. Plant Physiol. 2001. V. 6. P. 147-151.

61. JS.Antosiewicz DM. Adaptation of Plants to an Environment Polluted with Heavy Metals // Acta Soc. Bot. Pol. 1992. V. 61. P. 281-299.

62. An(osiewicz D.M. Study of Calcium-Dependent Lead-Tolerance on Plants Differing in their Level of Ca-Deficiency Tolerance // Environ. Pollut. 2005. V. 134. P. 23-34.

63. Arduini /., Masoni A., Mariotti M., Ercoli L. Low Cadmium Application Increase Miscanthus Growth and Cadmium Translocation // Environ. Exp. Bot. 2004. V. 52. P. 89-100.

64. S3.Arnesano F., Band L., Bertini I., Ciofi-Baffoni S., Molteni E., Huffman D.L., O'Hal-loran T.V. Metallochaperones and Metal-Transporting ATPases: a Comparative Analysis of Sequences and Structures // Genome Res. 2002. V. 12. P. 255-271.

65. Arteca R.N., Arteca J.M. Heavy-Metal-Induced Ethylene Production in Arabidopsis thaliana II J. Plant Physiol. 2007. V. 164. P. 1480-1488.

66. Aschmann S.G., Zasoski R.J. Nickel and Rubidium Uptake by Whole Oat Plants in Solution Culture//Physiol. Plant. 1987. V. 71. P. 191-196.

67. Assuncao A.G.L., Schat H., Aarts M.G.M. Thlaspi caerulescens, an Attractive Model Species to. Study Heavy Metal Hyperaccumulation in Plants И New Phytol. 2003a. V. 159. P. 351-360.

68. Astolfi S., Zuchi S., Passera C. Effect of Cadmium on H+ATPase Activity of Plasma Membrane Vesicles Isolated from Roots of Different S-Supplied Maize (Zea mays L.) plants // Plant Science. 2005. V. 169. P. 361-368.

69. Baker A.J.M. Accumulators and Excluders-Strategies in Response of Plants to Heavy Metals // J. Plant Nutr. 1981. V. 3. P. 643-654.

70. Baker A.J.M. Metal Tolerence//New Phytol. 1987. V. 106. P. 93-111.

71. Barcelo J., Poschenrieder Ch., Andren /., Gunse B. Cadmium Induced Decrease of Water Stress Resistance in Bush Bean Plants {Paseolus vulgaris cv. Contender) // Plant. Physiol. 1986. V. 125. P. 17-25.

72. Barcelo J., Vazques M.D., Poschenrieder Ch. Structural and Ultrastructural Disorders in Cadmium-Treated Bush Bean Plants (.Phaseolus vulgaris L.) // New Phytol. 1988. V. 108. P. 37-49.

73. Barlow P. IV., Rathfelder E.L. Cell Division and Regeneration in Primary Root Meris-tems of Zea mays Recovering from Cold Treatment // Environ. Exp. Bot. 1985. V. 25. P. 303-314.

74. Barlow P. W. Stem Cells and Founder Zones in Plants, Particularly their Roots. // Stem cells / Eds. Potten C. S. London: Academic. 1997. P. 29-57.

75. BartolfM., Brennan Е., Price СЛ. Partial Characterization of a Cadmium-Binding Protein from the Roots of Cadmium Treated Tomato // Plant Physiol. 1980. V. 66. P. 438-441.

76. Baszinsky Т., Waida L., Krol M., Wolinska D., Krupa Z., TukendorfA. Photosyn-thetic Activities of Cadmium-Treated Tomato Plants // Physiol. Plant. 1980. V. 48. P. 365-370.

77. Bauer C.S., Plieth C., Bethmann В., Popescu O., Hansen U.-P., Simonis W., Schonknecht G. Strontium-Induced Repetitive Calcium Spikes in a Unicellular Green Alga // Plant Physiol. 1998. V. 117. P.545-557.

78. Bazzaz F.A., Rolfe G.L., Carlson R. W. Effect of Cd on Photosynthesis and Transpiration of Excised Leaves of Corn and Sunflower // Physiol. Plant. 1974. V. 32. P. 373-376.

79. Bernaroya R.O., Tzin K, Tel-Or E. Zamski E. Lead Accumulation in the Aquatic Fern Azollafiliculoides II Plant Physiol Biochem. 2004. V. 42. P. 639-645.

80. Bert V., Bonnin L, Saumitou-Laprade P., de Laguerie P., Petit D. Do Arabidopsis halleri from Nonmetallicolous Populations Accumulate Zinc and Cadmium more Effectively than those from Metallicolous Populations? // New Phytol. 2002. V. 155. P. 47-57.

81. Bibikova Т., Gilroy S. Root Hair Development // J. Plant Growth Regul. 2003. V. 21. P. 383-415.

82. Bidwell S.D., Crawford S.A., Woodrow I.E., Sommer-Knudsen J., Marshall A.T. Subcellular Localization of Ni in the Hyperaccumulator, Hybanthus floribundas (Lindley) F. Muell. // Plant Cell Environ. 2004. V. 27. P. 705-716.

83. Bishnoi N.R., Sheoran I.S., Singh R. Influence of Cadmium and Nickel on Photosynthesis and Water Relations in Wheat Leaves of Different Insertion Level // Photo-syntetica. 1993. V. 28. P. 473^179.

84. Blakeley S.D., Robaglia Ch., Brzeezimki R., Thirion J.-P. Induction of Low Molecular Weight Cadmium-Binding Compaund in Soybean Roots // J. Exp. Bot. 1986. V. 37. P. 956-964.

85. Blaylock M.J., Salt D.E., Dushencov S., Zakharova O., Gussman C., Kapulnik Y., Ensley B.D., Raskin I. Enhanced Accumulation of Pb in Indian Mustard by Soil-Applied Chelating Agents // Environ. Sci. Technol. 1997. V. 31. P. 860-865.

86. Blaylock M.J. Field Demonstrations of Phytoremediation of Lead Contaminated Soils // Phytoremediation of Trace Elements / Eds. G.S. Banuelos and N.E. Terry. 1999. Ann Arbor Press. Ann Arbor, MI.

87. Blinda A., Koch В., Ramanjulu S., Deitz K.-J. De novo Synthesis and Accumulation of Apoplastic Proteins in Leaves of Heavy Metal-Exposed Barley Seedlings I I Plant. Cell. Eviron. 1997. V. 20. P. 969-981.

88. Boominathan R., Do ran P.M. Organic Acid Complexation, Heavy Metal Distribution and the Effect of ATPase Inhibition in Hairy Roots of Hyperaccumulator Plant Species //J. Biotech. 2003. V. 101. P. 131-146.

89. Borboa L., Delatorre C. The Genotoxicity of Zn(II) and Cd(II) in Allium сера Root Meristematic Cells //New Phytol. 1996. V. 134. P. 481^186.

90. Bovet L, Feller U., Martinoia E. Possible Involvement of Plant ABC Transporters in Cadmium Detoxification: A cDNA Sub-Microarray Approach // Environ. Interna-tion. 2005. V. 31. P. 263-267.

91. Boyd R.S., Shaw J. J., Martens S.N. Nickel Hyperaccumulation Defends Streptan-thus polygaloides (Brassicaceae) Against Pathogens // Amer. J. Bot. 1994. V. 81. P. 294-300.

92. Boyd R.S., Martens S.N. Nickel Hyperaccumulation by Thlaspi montanum var. Montanum (Brassicaceae): A Constitutive Trait // Am. J. Bot. 1998. V.85. P. 259265.

93. Bradshaw A.D. The Evolution of Metal Tolerance and its Significance for Vegetation Establishment on Metal Contaminated Sites // Intern. Conference on Heavy Metals in the Environm. Toronto. Canada. 1975. V. 27-31. P. 599-622.

94. Breckle S.-W. Growth Under Stress: Heavy Metals // Plant Roots: The Hidden Half/ Ed.: Y. Waisel, A. Eshel and U. Kafkafi. NY.: M.Dekker. 1991. P. 351-373.

95. Breckle S.-W. Growth of Tree Roots Under Heavy Metal (Pb-) Stress // Acta Phyto-geogr. Suec. 1996. V. 81. P. 39-43.

96. Briggs D. Population Differentiation in Marchantia polymorpha L. in Various Lead Pollution Levels // Nature. 1972. V. 238. P. 166-167.

97. Broadhurst Q.L., Chaney R.L., Angle J.S., Maugel Т.К., Erbe E.F., Murphy C.A. Simultaneous Hyperaccumulation of Nickel, Manganese, and Calcium in Alyssum Leaf Trichomes//Environ. Sci. Technol. 2004. V. 38. P. 5797-5802.

98. Broadley M.R., White P.J., Hammond J.P., Zelko I., Lux A. Zinc in Plants // New Phytol. 2007. V. 173. P. 677-702.

99. Brooks R.R., Wither E.D., Zepernick B. Cobalt and Nickel in Rinorea Species // Plant Soil. 1977. V. 47. P. 707-712.

100. Brooks R.R., Shaw S., Marfil A.A. The Chemical Form and Physiological Function of Nickel in Some Iberian Alyssum Species // Physiol. Plant. 1981. V. 51. P. 167-170.

101. Brown H., Martin M.H. Pretreatment Effects of Cadmium on the Root Growth of Holcus lanatus L. //New. Phytol. 1981. V. 89. P. 621-629.

102. Brown P.H., Welch KM., Сагу E.E. Nickel: A Micronutrient Essential for Higher Plants // Plant Physiol. 1987. V. 85. P. 801-803.

103. Bujtas C., Csen E. Effect of Heavy Metals and Chelating Agents on Potassium Uptake of Cereal Roots // Structure and Function of Plant Roots / Ed.: Brouwer R. et al. 1981. P. 347-350.

104. Burdeite S.C., Walkup G.K., Spingler В., Tsien R.Y., Lippard S.J. Fluorescent Sensors for Zn(2+) Based on a Fluorescein Platform: Synthesis, Properties and Intracellular Distribution//!. Am. Chem. Soc. 2001. V. 123. P. 7831-7841.

105. Burzynski M., Jacob M. Influence of Lead on Auxin-Induced Cell Elongation // Acta Soc. Bot. Pol. 1983. V. 52. P. 231-239.

106. Burzynski М., Grabowski A. Influence of Lead on NO3" Uptake and Reduction in Cucumber Seedlinds //Acta Soc. Bot. Pol. 1984. V. 53. P. 77-86.

107. Burzynski M. The Influence of Lead and Cadmium on the Absorption and Distribution of Potassium, Calcium, Magnesium and Iron in Cucumber Seedlings // Acta Physiol. Plant. 1987. V. 9. P. 229-238.

108. Burzynski M., Kolano E. In vivo and in vitro Effects of Copper and Cadmium on the Plasma Membrane H+-ATPase from Cucamber (Cucumis sativus L.) and maize (Zea mays L.) roots // Acta Physiol. Plant. 2003. V. 25. P. 39-45.1. V,

109. Cannon H.L., Bowles J.M. Contamination of Vegetation by Tetraethyl Lead // Science. 1962. V. 137. P. 765-766.

110. Cardinaels C., Put C., Van Assche F, Clijsters H. The Superoxidedismutase as a Biochemical Indicator Discriminating Between Zinc and Cadmium Toxicity // Ac-chives Intern. Physiol. Bioch. 1984. V. 92. P. 27-28.

111. Cardoso P.F., Gratao P.L., Gomes-Junior R.A., Medici L.O., Azevedo R.A. Response of Crotalaria juncea to Nickel Exposure // Braz. J. Plant Physiol. 2005. V. 17. P. 267-272.

112. Carpita 14., McCann M. The Cell Wall // Biochemistry and Molecular Biology of Plants / Eds. Buchanan B.B., Gruissem W., Jones R.L. Rockville. 2000. P. 52-108.

113. Carrier P., Baryla A., Havaux M. Cadmium Distribution and Microlocalization in Oilseed Rape (Brassica napus) after Long-Term Growth on Cadmium-Contaminated Soil I I Planta. 2003. V. 216. P. 939-950.

114. Cataldo D.A., Wildung R.C. Soil and Plant Factors Influencing the Accumulation of Heavy Metals by Plants // Environ. Health. Perspect. 1978. V. 27. P. 149-159.

115. Cataldo D.A., McFadden K.M., Garland T.R., Wildung R.E. Organic Constituents and Complexation of Nickel (II), Iron (III), Cadmium (II) and Plutonium (IV) in Soybean Xylem Exudates // Plant Physiol. 1988. V. 86. P. 734-739.

116. Chaney R.L., White M.C., Van TierhovenM. Interaction of Cd and Zn in Phototoxicity to and Uptake by Soybean // Agron. Abstr. 1976. V. 68. P. 21.

117. Chardonnens A.N., Van de Laar Т., Koevoets P.L.M., Kuijper L.D.J., Verkleij J.A.C. Some Notes on Vacuolar Compartmentalization of Cadmium in Relation to the

118. Mechanism of Naturally Selected Cadmium Tolerance in Silene vulgaris II The Role of Vacuolar Compartmentalization in the Mechanism of Naturally Selected Zinc and Cadmium Tolerance / Ed: Chardonnens A.N. Vrije universiteit. 1999. P. 31-41

119. Chen J., Goldsbrough P.B. Increased Activity of y-glutamylcysteine Synthetase in Tomato Cells Selected for Cadmium Tolerance // Plant Physiol. 1994. V. 106. P. 233239.

120. Chen S.L., Kao C.H. Cd Induced Changes in Proline Level and Peroxidase Activity in Roots of Rice Seedlings // Plant Growth Regul. 1995. V. 17. P. 67-71.

121. Chen J., Zhou J., Goldsbrough P.B. Characterization of Phytochelatin Synthase from Tomato//Physiol. Plant. 1997. V. 101. P. 165-172.

122. Choi H.R., Hwang I.D., Lee S.H., Kwon Y.M. Phytochelatins in Cadmium Treated Seedlings of Canavalia lineate II Molecules Cells. 1996. V. 6. P. A51-A55.

123. Choudhary M, Bailey L.D., Grant C.A., Leisle D. Effect of Zn on the Concentration of Cd and Zn in Plant Tissue of 2 Durum Wheat Lines // Can J. Plant Sci. 1995. V. 75. P. 445-448.

124. Chugh L.K., Sawhney S.K. Effect of Cadmium on Activities of Some Enzymes of Glycolysis and Pentose Phosphate Pathway in Pea // Biol. Plant. 1999. V. 42. P. 401407.

125. Cieslinski G., Vanrees K.C.J., Huang P.M., Kozak L.M. Cadmium Uptake and Bio-accumulation in Selected Cultivars of Durum Wheat and Flax as Affected by Soil Type //Plant Soil. 1996. V. 182. P. 115-124.

126. С lain E., Daysson G. Cytotoxicite du Cadmium: Etude sur les Meristemes Radicu-laires d' Allium sativum L. // C. R. Soc. Biol. 1977. V. 171. P. 1151-1155.

127. Clemens S., Antosiewicz D.M., Ward J.M., Schachtman D.P., Schroeder J.I. The Plant cDNA LCT1 Mediates the Uptake of Calcium and Cadmium in Yeast // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. V. 95. P. 12043-12048.

128. Clemens S., Kim E.J., Neumann D., Schroeder J.I. Tolerance to Toxic Metals by a Gene Family of Phytochelatin Synthases from Plants and Yeast // EMBO J. 1999. V. 18. P. 3325-3333.

129. Clemens S., PalmgrenM.G., Kramer U. Along Way Ahead: Understanding and Engineering Plant Metal Accumulation // Trends Plant Sci. 2002. V. 7. P. 309-315.

130. Clemens S., Simm C. Schizosaccharomyces pombe as a Model for Metal Homeostasis in Plant Cells: The Phytochelatin-Dependent Pathway is the Main Cadmium Detoxification Mechanism//New Phytol. 2003. V. 159. P. 323-330.

131. Clowes, F.A.L. The Quiescent Center in Meristems and its Behaviour after Irradiation // Meristems and differentiation / Brookhaven Symp. Biol. 1963. V. 16. P. 46 -58.

132. Clowes F.A.L., Juniper B.E. The Fine Structure of the Quiescent Centre and Neighbouring Tissues in Root Meristems // J. Exp.Bot. 1964. V. 15. P. 622-630.

133. Clowes F.A.L., Stewart H.E. Recovery from Dormancy in Roots // New Phytol. 1967. V. 66. P. 115-125.

134. Clowes F.A.L. Regulation of Mitosis in Root by their Cap //Nature New Biol. 1972. V. 235. P. 143 144.

135. Clowes F.A.L. The Quisescent Centre // The Development and Function of Plants / Eds. J. G. Torrey, D.T. Clarkson, London: Academic Press, 1975. P. 3-19.

136. Cobbett C.N., MayM.J., Howden R., Rolls B. The Glutathione-Deficient, Cadmium-Sensitive Mutant, CAD2-1 of Arabidopsis thaliana Is Deficient in y-Glutamylcysteine Synthetase // Plant J. 1998. V. 16. P. 73-78.

137. Cobbett C.S. Phytochelatins and Their Roles in Heavy Metal Detoxification // Plant Physiol. 2000. V. 123. P. 825-832.

138. Cobbett C.S., Hussian D., Haydon M.J. Structural and Functional Relationships Between Type In Heavy Metal-Transporting P-type ATPases in Arabidopsis II New Phytol. 2003. V. 159. P. 315-321.

139. Cobbett C.S. Heavy Metals and Plants Model Systems and Hyperaccumulators // New Phytol. 2003. V. 159. P. 289-293.

140. Cohen-Shoel N., Ilzycer D., Gilath I., Tel-Or E. The Involvement of Pectin in Sr24" Biosorption by Azolla I I Water Air Soil Pollut. 2001. V. 135. P. 195-205.

141. Cosio C., DeSantis L., Frey В., Diallo S., Keller C. Distribution of Cadmium in Leaves of Thlaspi caerulescens // J. Exp. Bot. 2005. V. 56. P. 765-775.

142. Costa G., Michaut J.-C., Morel J.-L. Influence of Cadmium on Water Relations and Gas Exchanges, in Phosphorus Deficient Lupinus albus // Plant Physiol. Biochem. 1994. V. 32. P. 105-114.

143. Coughtrey P.J., Martin M.H. Cadmium Uptake and Distribution in Tolerant and Nontolerant Population of Holcus lanaltts Grown in Solution Culture // Oicos. 1978. V. 30. P. 555-560.

144. Cox R.M., Hutchinson T.C. Multiple and Co-tolerance to Metals in the Grass Deschampsia cespitosa: Adaptation, Predadaptation and "Cost" // J. Plant Nutr. 1981. V. 3.P. 731-741.

145. С rowdy S.H., Tanton T. W. Water Pathways in Higher Plants // J. Exp. Bot. 1970. V. 21. P. 102-111.

146. Cutler J.M., Rains D.M. Characterization of Cadmium Uptake by Plant Tissue // Plant Physiol. 1974. V. 54. P. 67-71.

147. Dalton D.A., Evans H.J., Hanus F.J. Stimulation by Nickel of Soil Microbial Urease Activity and Urease and Hydrogenase Activities in Soybeans Grown in a Low-Nickel Soil // Plant Soil. 1985. V. 88. P. 245-258.

148. Das P.K., KarM., Mishra D. Nickel Nutrition of Plants: Effect of Nickel on Some Oxidase Activities During Rice {Orysa sativa L.) Seed Germination // Z. Pflanzen-physiol. 1978. Bd. 90. S. 225-233.

149. Davis M.A., BoydRS. Dynamics of Ni-Based Defence and Organic Defences in the Ni Hyperaccumulator, Streptanthus polygaloides (Brassicaceae) // New Phytol. 2000. V.146. P.211-217.

150. Delhaize E., Jackson P. J., Lujan L.D. Poly(y-glutamylcysteinyl)-glycine Synthesis in Datura innoxia and Binding with Cadmium // Plant Physiol. 1989. V. 89. P. 700706.

151. Douchkov D., Gryczka C., Stephan U. W., Hell R., Baumlein H. Ectopic Expression of Nicotianamine Synthase Genes Results in Improved Iron Accumulation and Increased Nickel Tolerance in Transgenic Tobacco // Plant Cell Envi. 2005. V. 28. P. 365-374.

152. Drazic G., Mihailovic N. Modification of Cadmium Toxicity in Soybean Seedlings by Salicylic Acid // Plant Sci. 2005. V. 168. P. 511-517.

153. Dubois S., Cheptou P.-O., Petit C., Meerts P., Poncelet M., Vekemans X., Lefebvre С., Escarre J. Genetic Structure and Mating Systems of Metallicolous and Non-Metallicolous Populations of Thlaspi caendescens II New Phytol. 2003. V. 157. P. 633-641.

154. Dushenkov V., Kumar N., Motto H, Raskin I. Rizofiltration: The Use of Plant to Remove Heavy Metals from Aqueous Streams // Environ. Sci. Technol. 1995. V. 29. P. 1239-1245.

155. Ebbs S., LauL, Ahner В., Kochian L. Phytochelatin Synthesis Is not Responsible for Cd Tolerance in the Zn / Cd Hyperaccumulator Thlaspi caerulescens (J.&C. Presl) // Planta 2002. V. 214. P. 635-640.

156. Ehlken S., Kirchner G. Environmental Processes Affecting Plant Root Uptake of Radioactive Trace Elements and Variability of Transfer Factor Data: a Review // J. Environ. Radioactivity. 2002. V.58. P. 97-112.

157. Enstone D.E., Peterson C.A. A Rapid Fluorescence Technique to Probe the Permeability of the Root Apoplast// Can. J. Bot. 1992a. V. 70. P. 1493-1501.

158. Enstone D.E., Peterson C.A. The Apoplastic Permeability of Root Apices // Can. J. Bot. 19926. V. 70. P. 1502-1512.

159. Ernst W.H.O., Verkleij J.A.C., Schat H. Metal Tolerance in Plants // Acta Bot. Neerl. 1992. V. 43. P. 229-248.

160. Ernst W.H.O. Effects of Heavy Metals in Plants at the Cellular and Organismic Level // Ecotoxicology. Ecological Fundamentals, Chemical Exposure and Biological Effects / Ed: Schuurmann G., Markert B. Heidelberg: Wiley Publ. House. 1999. P. 587-620.

161. Ernst W.H.O., Nelissen H.J.M., Ten Bookum W.M. Combination Toxicology of Metal-Enriched Soils: Physiological Responses of a Zn- and Cd-Resistant Ecotype of Silene vulgaris on Polymetallic Soils I I Environ. Exp. Bot. 2000. V. 43. P.55-71.

162. Ernst W.H.O. Evolution of Metal Hyperaccumulation and Phytoremediation Hype // New Phytol. 2000. V. 146. P. 357-358.

163. Esau K. Plant anatomy. N.Y.: J. Wiley and Sons, Inc. 1953. 735 p.

164. Eskew D.L., Welch R.M., Сагу E.E. Nickel: An Essential Micronutrient for Legumes and Possibly All Higher Plants // Science. 1983. V. 222. P. 621-623.

165. Eskew D.L., Welch R.M., Norvell W.A. Nickel in Higher Plants: Further Evidence for an Essential Role // Plant Physiol. 1984. V. 76. P. 691-693.

166. Eun S. -О., Youn H.S., Lee Y. Lead Disturbs Microtubule Organization in the Root Meristem of Zea mays // Physiol. Plant. 2000. V. 110. P. 357-365.

167. Ewais E.A. Effects of Cadmium, Nickel and Lead on Growth, Chlorophyll Content and Proteins of Weeds //Biol. Plant. 1997. V. 39. P. 403^110.

168. Fishbein W.N., Smith M. J., Nagarajan K., Scurzi W. The First Natural Nickel Met-alloenzyme: Urease // Fed. Proc. Am. Soc. Exp. Biol. 1976. V. 35. P. 1680.

169. Fodor E., Szabonagy A., Erdei L. The Effect of Cadmium on the Fluidity and H+-ATPase Activity of Plasma Membrane from Sunflower and Wheat Roots // J. Plant Physiol. 1995. V. 147. P. 87-92.

170. Fomazier R.F., Ferreira R.R., Vitoria A.P., Molina S.M.G., Lea P. J., Azevedo R.A. Effects of Cadmium on Antioxidant Enzyme Activities in Sugar Cane // Biol. Plant. 2002. V. 45. P.91-97.

171. Francis D., Davies M.S., Braybrook C., James N.C. An Effect of Zinc on M-phase and Gj of the Plant Cell Cycle in the Synchronous TBY-2 Tobacco Cell Suspension // J. Exp. Bot. 1995. V. 46. P. 1887-1894.

172. Frey В., Keller СZierold К., Schulin R Distribution of Zn in Functionally Different Leaf Cells of the Hyperaccumulator Thlaspi caerulescens II Plant Cell Environ. 2000. V. 23. P. 675-687.

173. Fuhrer J. Ethylene Biosynthesis and Cadmium Toxicity in Leaf Tissue of Beans {Phaseolus vidgaris L.) // Plant Physiol. 1982. V. 70. P. 162-167.

174. Gabara В., Krajewska M. Effect of Calcium and Toxic Metals on RNA Synthesis and Transport in Cortex Cells of Root Meristem of Pisum sativum L. // Pol. J. Environ. Stud. 1997. V. 6. P. 35-40.

175. Gabbrielli R, Pandolfini T. Effect of Mg2+ and Ca2+ on the Response to Nickel Toxicity in a Serpentine Endemic and Nickel-Accumulating Species // Physiol. Plant. 1984. V. 62. P. 540-544.

176. Gallego S.M., Benavides M.P., Tomaro M.L. Effect of Cadmium Ions on Antioxidant Defense System in Sunflower Cotyledons // Biol. Plant 1999. V. 42. P. 49-55.

177. Garbisu С., Alkorta I. Phytoextraction: A Cost-Effective Plant-Based Technology for the Removal of Metals from the Environment // Biores. Technol. 2001. V. 77. P. 229-236.

178. Gerendas J., Sattelmacher B. Significance of Ni Supply for Growth, Urease Activity and the Concentrations of Urea, Amino Acids and Mineral Nutrients of Urea-Grown Plants // Plant Soil. 1997a. V. 190. P. 153-162.

179. Gerendas J., Sattelmacher B. Significance of N Sourse (Urea vs. NH4NO3) and Ni Supply for Growth, Urease Activity and Nitrogen Metabolism of Zucchini (Cucurbita pepo convar. giromontiina) //Plant Soil. 1997b. V.196. P.217-222.

180. Gerendas J., Sattelmacher B. Influence of Ni Supply on Growth and Nitrogen Metabolism of Brassica napus L. Grown with NH4NO3 or Urea as N Source // Ann. Bot. 1999. V. 83. P. 65-71.

181. Glater R.A., Hernandez L. Lead Detection in Living Plant Tissue Using a New His-tochemical Method//J Air Pollut. Control Association. 1972. V. 22. P. 463-467.

182. Glavac V., Koenies H., Ebben U. Seasonal Variation and Axial Distribution of Cadmium Concentrations in Trunk Xylem Sap of Beech Trees {Fagus sylvatica L.) I I Angew. Bot. 1990. V. 64. P. 357-364.

183. Gleba D., Borisjuk N.V., Borisjuk L.G., Kneer R., Poulev A., Skarzhimkaya M, Dushenkov S., Logendra S., Gleba Y.Y., Raskin I. Use of Plant Roots for Phytoreme-diation and Molecular Farming // Proc. Natl. Acad. Sci. 1999. V. 96. P. 5973-5977.

184. Godbold D.L., Kettner C. Use of Root Elongation Studies to Determine Aluminium and Lead Toxicity in Picea abies Seedlings // J. Plant Physiol. 1991. V. 138. P. 231235.

185. Godzik B. Heavy Metals Content in Plants from Zink Dumps and Reference Areas // Polish Bot. Stud. 1993. V. 5. P. 113-132.

186. Godzik В., Szarek G. Heavy Metals in Mosses from the Niepolomice Forest, Sousern Poland changes in 1975-1992 // Fragm. Flor. Geobot. 1993. V. 38. P. 199208.

187. Gong J.-M., Lee D.A., Schroeder J.I. Long-Distance Root-to-Shoot Transport of Phytochelatins and Cadmium in Arabidopsis II Proc. Natl. Acad. Sci. 2003. V. 100. P. 10118-10123.

188. Greger М. J. Interactions of Cd and Ca in Roots of Willow and Birsh at Different Ca Status // Plant Root from Cells to Systems. 14th Long-Ashton International Symposium. Bristol. 1995. P. 70.

189. Gries G.E., Wagner G.J. Association of Nickel Versus Transport of Cadmium and Calcium in Tonoplast Vesicles of Oat Roots // Planta. 1998. V. 204. P. 390-396.

190. G riling C.A., Peterson P.J. The Significance of the Cadmium Species in Uptake and Metabolism of Cadmium in Crop Plants // J. Plant Nutr. 1981. V. 3. P. 703-720.

191. Grill E., Winnacker E.L., Zenk M.H. Phytochelatins: the Principal Heavy-Metal Complexing Peptides of Higher Plants // Science. 1985. V. 230. P. 674-676.

192. Grill E., Gekeler W.K., Winnacker E.-L., Zenk M.H. Homo-Phytochelatins Are Heavy Metal Binding Peptides of Homo-Glutatione Containing Fabales // FEBS Lett. 1986. V. 205. P. 47-50.

193. Grill E., Winnacker E.-L., Zenk M.H. Phytochelatins, a Class of Heavy-Metal-Binding Peptides from Plants Are Functionally Analogous to Metallothioneins // Proc. Natl. Acad. Sci. 1987. V. 84. P. 439-443.

194. Grodzinska K., Godzik B. Heavy Metals and Sulphur in Mosses Southern Spitsbergen // Polar Research. 1991. V. 9. P. 133-140.

195. Grodzinska K., Godzik В., Szarek G. Heavy Metals and Sulphur in Lichens from Southern Spitsbergen// Fragm. Flor. Geobot. Suppl. 1993a. V. 2. P. 699-703.

196. Grunhage L., Weigel H.-J., Ilge D., Jager H.J. Isolation and Partial Characterization of a Cadmium-Binding Protein from Pisiim sativum II Plant Physiol. 1985. V. 19. P. 327-334.

197. Grymaszewscka G., Golinowski W. The Structure of Endodermis During the Development of Wheat (Triticum aestivum L.) Roots // Acta Soc. Bot. Pol. 1987. V. 56. P. 3-10.

198. Guerinot M.L. Molecular Mechanisms of Ion Transport in Plant Cells // Phytoreme-diation of Toxic Metals: Using Plants to Clean Up the Environment / Ed: I. Raskin, B. D. Ensley. 2000. P.271-285.

199. Guo Y.L., Marscher H. Genotypic Differences in Uptake and Translocation of Cadmium in Bean and Maize Inbred Lines // Z. Pflanzenernahrung und Bodeukunde. 1996. V. 159. P. 55-60.

200. Gupta M., Rai U.N., Tripathi R.D., Chandra P. Lead-Induced Changes in Glutathione and Phytochelatin in Hydrilla verticillata Royle. // Chemosphere. 1995. V.30. P. 2011-2020.

201. Gussarsson M., Adalsleinsson S., Jensen P., Asp P. Cadmium and Copper Interactions on the Accumulation and Distribution of Cd and Cu in Birch (Betula pendula Roth) Seedlings // Plant Soil. 1995. V. 171. P. 185-187.

202. Gzyl J., Przymusinski R, Wozny A. Organospecific Reactions of Yellow Lupin Seedlings to Lead // Acta. Soc. Bot. Pol. 1997. V. 66. P. 61-66.

203. Ha S.-B., Smith A.P., Howden R., Deitrich W.M., Bugg S., O'Connell M.J., Golds-brough P.B., Cobbett C.S. Phytochelatin Synthase Genes from Arabidopsis and the Yeast Schizosaccharomyces pombe II Plant Cell. 1999. V. 11. P. 1153-1163.

204. Haas D.L., Carothers L.B. Some Ultrastructural Observations on Endodermal Cell Development in Zea mays roots // Amer. J. Bot. 1975. V. 62. P. 336-348.

205. Hagemeyer J., Kahle H, Breckle S.-W., Waisel Y. Cadmium in Fagus sylvatica L. Seedlings: Leaching, Uptake and Interconnection with Transpiration // Water Air Soil Pollut. 1986. V. 29. P. 347-359.

206. Hagemeyer J., Waisel Y. Excretion of Ions (Cd2+, Li+, Na+, and СГ) by Tamarix aphylla II Physiol. Plant. 1988. V. 73. P. 541-546.

207. Hagemeyer J., Breckle S.-W. Growth Under Trace Element Stress I I Plant Roots: the Hidden Half / Ed: G. Waisel, U. Kafkafi. NY.: M. Dekker. 1996. P. 415-433.

208. Haghiri F. Cadmium Uptake by Plants // J. Environ. Quality. 1973. V. 2. P. 93-96.

209. Hall J.L. Cellular Mechanisms for Heavy Metal Detoxification and Tolerance // J. Exp. Bot. 2002. V. 53. P. 1-11.

210. Hammett F.S. Studies in the Biology of Metals: The Influence of Lead on Mitosis and Cell Size in the Growing Root // Protoplasma. 1929. V. 5. P. 535-542.

211. Handley R., Schidz R.K., Marschner H., Overstreet R, Longhurst W. M. Translocation of Carrier-Free 85Sr Applied to the Foliage of Woody Plants // Radiation Botany. 1967. V. 7. P. 91-95.

212. Harada E., Yamaguchi Y., Koizumi N., Sano H. Cadmium Stress Induces Production of Thiol Compounds and Transcripts for Enzymes Involved in Sulfur Assimilation Pathways in Arabidopsis // J. Plant Physiol. 2002. V. 159. P. 445-448.

213. Hardiman R.T., Jacoby B. Absorption and Translocation of Cd in Bush Beans (Paseolus vulgaris) // Physiol. Plant. 1984. V. 61. P. 670-674.

214. Hayashi Y., Nakagawa C. W., Muton N., Isobe V., Goto T. Two Pathways in the Biosynthesis of Cadystins (Gamma EC)nG in the Cell-Free System of the Fission Yeast // Biochem. Cell Biol. 1991. V. 69. P. 115-121.

215. He Z., Li J., Zhang H., Ma M. Different Effects of Calcium and Lanthanum on the Expression of Phytochelatin Synthase Gene and Cadmium Absorption in Lactuca sativa H Plant Sci. 2005. V. 168. P. 309-318.

216. Heath S.M., Southworth D., D'Allura J.A. Localization of Nickel in Epidermal Subsidiary Cells of Leaves of Thlaspi montanum var siskiyouense (Brassicaceae) Using Energy-Dispersive X-ray Microanalysis II Int. J. Plant Sci. 1997. V. 158. P. 184-188.

217. Hell R, Bergmann L. y-Glutamylcysteine Synthetase in Higher Plants: Catalytic Properties and Subcellular Localization// Planta 1990. V. 180. P. 603-612.

218. Hernandez L.E., Carpenaruiz R., Garate A. Alterations in the Mineral Nutrition of Pea Seedlings Exposed to Cadmium // J. Plant Nutr. 1996. V. 19. P. 1581-1598.

219. Hernandez L.E., Garate A., Carpenaruiz R. Effects of Cadmium on the Uptake, Distribution and Assimilation of Nitrate in Pisum sativum // Plant Soil. 1997. V. 189. P. 97-106.

220. Herren Т., Feller U. Transport of Cadmium via Xylem and Phloem in Maturing Wheat Shoots: Comparison with the Translocation of Zinc, Strontium and Rubidium // Ann. Bot. 1997. V. 80. P. 623-628.

221. Hertstein U., Jager H.J. Tolerances of Different Populations of Three Grass Species to Cadmium and Other Metals // Environ. Exp. Bot. 1986. V. 26. P. 309-319.

222. Hinesly T.D., Alexander D.E., Redborg K.E., Liegler E.L. Differential Accumulation of Cd and Zn by Com Hybrids Grown on Soil Amended with Sewage Sludge // Agronomy J. 1982. V. 74. P. 469-474.

223. HirtH., Sommergruber K., BarlaA. Effects of Cadmium on Tobacco: Synthesis and Regulation of Cadmium-Binding Peptides // Biochem. Physiol. Pflanzen. 1990. V. 186. P. 153-163.

224. Hollenbach В., Schreiber L., Hartung W., Dietz K.-J. Cadmium Leads to Stimulated Expression of the Lipid Transfer Protein Genes in Barley: Implications for the Involvement of Lipid Transfer Proteins in Wax Assembly // Planta. 1997. V. 203. P. 919.

225. Homer F.A., Reeves R.D., Brooks R.R., Baker AJ.M. Characterization of the Nickel-Rich Extract from the Nickel Hyperaccumulator Dichapetalum gelonioides // Phytochemistry 1991. V. 30. P. 2141-2145.

226. Hose E., Clarkson D.T., Steudle E., Schreiber L., Hartung W. The Exodermis: A Variable Apoplastic Barrier // J. Exp. Bot. 2001. V. 52. P. 2245-2264.

227. Howden R., Goldsbrough P.B., Andersen C.S., Cobbett C.S. Cadmium-Sensitive, cadi Mutants of Arabidopsis thaliana Are Phytochelatin Deficient // Plant Physiol. 1995. V. 107. P. 1059-1066.

228. Howden R, Andersen C.S., Goldsbrough P.B., Cobbett C.S. A Cadmium-Sensitive, Glutathione-Deficient Mutant of Arabidopsis thaliana II Plant Physiol. 1995. V. 107. P. 1067-1073.

229. Hoxha Y., Jablanovic M., Abdullai K., Filipovic R Catalase Activity in Plants Exposed to Contamination with Heavy Metal // Acta Biol. Medica Exp. 1985. V. 10. P. 21-24.

230. Huang C.-Y., Bazzaz F.A., Vanderhoef L.N. The Inhibition of Soybean Metabolism by Cadmium and Lead // Plant Physiol. 1974. V. 54. P. 122-124.

231. Huang J.W.W., Chen J. J., Berti W.R, Cunningham S.D. Phytoremediation of Lead Contaminated Soils-Role of Synthetic Chelates in Lead Phytoextraction // Environ. Sci. Technol. 1997. V. 31. P. 800-805.

232. Huisinga В., Knijff A.M. W. On the Function of the Casparian Strips in Roots // Acta Bot. Neerl. 1974. V. 23. P. 171-175.

233. Hussain D., Haydon M.J., Wang Y., Wong E., Sherson S.M., Young J., Camakaris J., Harper J.F., Cobbett C.S. P-type ATPase Heavy Metal Transporters with Roles in Essential Zinc Homeostasis in Arabidopsis И Plant Cell. 2004. V.16. P. 1327-1339.

234. Ibakwe A.M., Angle J.S., Chaney R.L., Vanberkum P. Zinc and Cadmium Toxicity to Alfalfa and its Microsymbiont // J. Environ. Qual. 1996. V. 25. P. 1032-1040.

235. Iglesias A.A., Andreo C.S. Inhibition oiZea mays Phosphoenolpyruvate Carboxylase by Copper and Cadmium Ions // Photosynthetica. 1984. V. 18. P. 134-138.

236. Ingle R.A., Mugford S.T., Rees J.D., Campbell M.M., Smith J.A.C. Constitutively High Expression of the Histidine Biosynthetic Pathway Contributes to Nickel Tolerance in Hyperaccumulator Plants // Plant Cell. 2005. V. 17. P. 2089-2106.

237. Ivanov KB. Root Growth Responses to Chemicals II Sov. Sci. Rev. Ser.D. 1994. P. 1-70.

238. Ivanov V.B., Bystrova E.I., Obroucheva N.V., Antipova О. V., SobotikM., Bergmann H. Growth Response of Barley Roots as an Indicator of Lead-Toxic Effects // Angew. Bot. 1998. V. 72. P. 140-143.

239. Jarvis S.C., Jones L.H.P., Hopper M.J. Cadmium Uptake from Solution by Plants and its Transport from Roots to Shoots I I Plant Soil. 1976. V. 44. P. 179-191.

240. Jiang R.F., Ma D. Y., Zhao F.J., McGrath S.P. Cadmium Hyperaccumulation Protects Thlaspi caerulescens from Leaf Feeding Damage by Thrips {Frankliniella occi-dentalis) //New. Phytol. 2005. V. 167. P. 805-814.

241. JuangR.H, McCue K.F., Ow D.W. Two Purine Biosynthetic Enzymes that Are Required for Cadmium Tolerance in Schizosaccaromyces pombe Utilize Sulfinate in vitro II Arch. Biochem. Biophys. 1993. V.304. P. 392^101.

242. Juang K., Feldman L.J. Root Meristem Estamblishment and Maintenance: the Role of Auxin // J. Plant Growth Regul. 2003. V. 21. P. 432 440.

243. Kacabova P., Nart L. Effect of Lead on Growth Characteristics and Chlorophyll Content in Barley Seedlings // Photosynthetica. 1986. V. 20. P. 411-417.

244. Karataglis S.S., McNeilly Т., Bradshaw A.D. Lead and Zink Tolerance of Agrostis capillaris L. and Fesluca rubra L. across a Mine Pasture Bondary at Minera, North Wales // Phyton. 1986. V. 26. P. 65-72.

245. Karataglis S. Estimation of the Toxicity of Different Metals, Using as Criterion the Degree of Root Elongation in Triticum aestivum Seedlings / Phyton. 1987. V. 26. P. 209-217.

246. Karley A.J., Leigh R.A., Sanders D. Differential Ion Accumulation and Ion Fluxes in the Mesophyll and Epidermis of Barley I I Plant Physiol. 2000. V. 122. P. 835-844.

247. Karley A. J., Leigh R.A., Sanders D. Where Do All the Ions Go? The Cellular Basis of Differential Ion Accumulation in Leaf Cells // Trends Plant Sci. 2000. V. 5. P. 465470.

248. Kawasaki Т., Moritsugu M, Effect of Calcium on the Absorption and Translocation of Heavy Metals in Excised Barley Roots: Multi-Compartment Transport Box Experiment// Plant Soil. 1987. V. 100. P. 21-34.

249. Keck R. W. Cadmium Alteration of Root Physiology and Potassium Ion Fluxes // Plant Physiol. 1978. V. 62. P. 94-96.

250. Keltjens W.G., van Beusichem M.L. Phytochelatins as Biomarkers for Heavy Metal Stress in Maize (Zea mays L.) and Wheat (Triticum aestivum L.): Combined Effects of Copper and Cadmium// Plant Soil. 1998. V. 203. P. 119-126.

251. Kerkeb L., Kramer U. The Role of Free Histidine in Xylem Loading of Nickel in Alyssum lesbiacum and Brassica juncea // Plant Physiol. 2003. V. 131. P. 716-724.

252. Kersten W.J., Brooks R.R., Reeves R.D., Jaffre T. Nature of Nickel Complexes in Psychotria douarrei and Other Nickel-Accumulating Plants // Phytochemistry 1980. V. 19. P. 1963-1965.

253. Kesseler A., BrandM.D. Quantitative Determination of the Regulation of Oxidative Phosphoiylation by Cadmium in Potato Tuber Mitochondria // Eur. J. Biochem. 1994. V. 225. P. 923-935.

254. Kevresan S., Petrovic N., PopovicM., KandracJ. Effect of Heavy Metals on Nitrate and Protein Metabolism in Sugar Beet // Biol. Plant. 1998. V. 41. P. 235-240.

255. Khalid В. Y., Tinsley J. Some Effects of Nickel Toxicity on Rye Grass // Plant Soil 1980. V. 55. P. 139-144.

256. Khan D.N., Duckett J.G., Frankland В., Kirkham J.B. An X-ray Microanalytical Study of the Distribution of Cadmium in Roots of Zca mays L. // Plant Physiol. 1984. V. 115. P. 19-28.

257. Kim T. W. Effect of Strontium on Chlorophyll Content, Peroxidase Activity, and Iron Distribution in Cell Walls // J. Plant Nutr. 1997. V. 20. P. 255-269.

258. Klapheck S., Fliegner W., Zimmer I. Hydroxymethyl-phytochelatins (y-glutamylcysteine)n-serine. Are Metal-Induced Peptides of the Poaceae // Plant Physiol. 1994. V. 104. P. 1325-1332.

259. Klapheck S., Schhmz S., Bergmann L. Synthesis of Phytochelatins and Homo-Phytochelatins in Pisum sativum L. // Plant Physiol. 1995. V. 107. P. 515-521.

260. Knasmuller S, Gottmann E, Steinkellner H, Fomin A, Pickl C, Paschke A, God R, Kundi M. Detection of Genotoxic Effects of Heavy Metal Contaminated Soils with Plant Bioassays // Mutat Res. 1998. V. 420. P. 37-48.

261. Kneer R., ZenkM.N. Phytochelatins Protect Plant Enzymes from Heavy Metal Poisoning // Phytochemistry. 1992. V. 31. P. 2663-2667.

262. Kochian L. V. Molecular Physiology of Mineral Nutrient Acquisition, Transport, and Utilization // Biochemistry and Molecular Biology of Plants / Eds. Buchanan B.B., Gruissem W., Jones R.L. Rockville. 2000. P. 1204-1249.

263. Kocjan G., Samardakiewicz S., Wozny A. Regions of Lead Uptake in Lemna minor Plants and Localization of this Metal within Selected Parts of the Root // Biol. Plant. 1996. V. 38. P. 107-117.

264. Kopsinska J., Golinowski W. The Structure of Endodermis During the Development of Pea {Pisum sativum L.) Roots // Acta Soc. Bot. Pol. 1987. V. 56. P. 11-18.

265. Koranda J.J., Robison W.L. Accumulation of Radionuclides by Plants as a Monitor System//Environ Health Perspect. 1978. V. 27. P. 165-79.

266. Kovacevic G., Kastori R, Merkulov L.J. Dry Matter and Leaf Structure in Young Wheat Plants as Affected by Cadmium, Lead, and Nickel // Biol. Plant. 1999. V. 42. P. 119-123.

267. KovacikJ., Klejdus В., Kadukova./., Backor M. Physiology of Matricaria chamo-milla Exposed to Nickel Excess // Ecotoxicol. Environ. Safety. 2009. V. 72. P. 603609.

268. Kramer I)., Cotter-How ells J.D., Charnock J.M., Baker A.J.M., Smith A.C. Free Histidine as a Metal Chelator in Plants that Accumulate Nickel // Letters to Nature. 1996. V.379. P.635-638.

269. Kramer U„ Smith R.D., Wenzel WW., Raskin L, Salt D.E. The Role of Metal Transport and Tolerance in Nickel Hyperaccumulation by Thlaspi goesingense Ha-lacsy//Plant Physiol. 1997. V. 115. P. 1641-1650.

270. Kramer U., PickeringI. J., Prince RC., Raskin I., Salt D.E. Subsellular Localization and Speciation of Nickel in Hyperaccumulator and Non-Accumulator Thlaspi Species //Plant Physiol. 2000. V. 122. P. 1343-1353.

271. Kramer U. Phytoremediation: Novel Approaches to Cleaning up Polluted Soils // Cur. Opin. Biotech. 2005. V. 16. P. 133-141.

272. Krotz R.M., Evangelou B.P., Wagner G.J. Relationships Between Cadmium, Zinc, Cd-Peptide, and Organic Acid in Tobacco Suspention cells // Plant Physiol. 1989. V. 91. P. 780-787.

273. Krupa Z, Baszynski T. Some Aspects of Heavy Metals Toxicity towards Photosyn-thetic Apparatus Direct and Indirect Effects on Light and Dark Reactions // Acta Physiol. Plant. 1995. V. 17. P. 177-190.

274. Krzeslowska M., Wozny A. Wall Thickenings Moss Protonema Apical Cell Reaction to Lead // Biol. Plant. 2000. V. 43. P. 93-98.

275. KsiazekM., Wozny A. Lead Mouvement in Poplar Adventions Roots // Biol. Plant. 1990. V. 32. P. 54-57.

276. Kuboi Т., Noguchi A., Yazaki J. Family-Dependent Cadmium Accumulation Characteristics in Higher Plants // Plant Soil. 1986. V. 92. P. 405- 415.

277. Kuboi Т., Noguchi A., Yazaki J. Relationship Between Tolerance and Accumulation Characteristics of Cadmium in Higher Plants // Plant Soil. 1987. V. 104. P. 275-280.

278. Kubota H., Sato K, Yamada Т., Maitani T. Phytochelatins (Class III Metal-lothioneins) and their Desglycyl Peptides Induced by Cadmium in Normal Root Cultures of Rubia tinctorum L. // Plant Sci. 1995. V. 106. P. 157-166.

279. Kubota H., Sato K, Yamada Т., Maitani T Phytochelatin Homologs Induced in Hairy Roots of Horseradish// Phytochemistry. 2000. V. 53. P. 239-245.

280. Kumar P.B.A.N., Dushenkov V., Motto H., Raskin I. Phytoextraction: The Use of Plants To Remove Heavy Metals from Soils // Environ. Sci. Technol. 1995. V. 29. P. 1232-1238.

281. Kupper H., Lombi E., Zhao F.J., Wieshammer G., McGrath S.P. Cellular Compart-mentation of Nickel in the Hyperaccumulators Alyssum lesbiacum, Alyssum bertolonii and Thlaspi goesingense II J. Exp. Bot. 2001. V. 52. P. 2291-3000.

282. Kupper H., Ort Seib L., Sivaguru M., Hoekenda O.A., Kochian L.V. A Method for Cellular Localization of Gene Expression via Quantitative in situ Hybridization in Plants // Plant J. 2007. V. 50. P. 159-175.

283. Kurkova E.B. Distribution of Plasmodesmata in Root Epidermis // Structure and Function of Plant Roots / Ed: R. Browwer et al. 1981. P. 107-109.

284. LTTuillierL., d'AuzacJ., DurandM., Michaud-Ferriere N. Nickel Effects on Two Maize {Zea mays) Cultivars: Growth, Structure, Ni Concentration, and Localization // Can. J. Bot. 1996. V. 74. P. 1547-1554.

285. Lagriffoul A., Mocquot В., Mench М., Vangronsveld J. Cadmium Toxicity Effects on Growth, Mineral and Chlorophyll Contents, and Activities of Stress Related Enzymes in Young Maize Plants (Zea mays L.) // Plant Soil. 1998. V.200. P.241-250.

286. Lane S.D., Martin E.S. A Histochemical Investigation of Lead Uptake in Raphanus sativus //New Phytol. 1977. V. 79. P. 281-286.

287. Lane S.D., Martin E.S., GarrodJ.P. Lead Toxicity Effect on Indole-3-Acetic Acid-Induced Cell Elongation // Planta. 1978. V. 144. P. 79.

288. Lane S.D., Martin E.S. An Ultrastructural Examination of Lead Localization in Germinating Seeds of Raphanus sativus II Z. Pflanzenphysiol. 1982. V. 107. P. 3340.

289. Lasat M.M., Baker A.J.M., Kochian L.V. Physiological Characterization of Root Zn Absorption and Translocation to Shoots in Zn Hyperaccumulator and Nonaccumula-tor Species of Thlaspi И Plant Physiol. 1996. V. 112. P. 1715-1722.

290. Lasat M.M., Baker A.J.M., Kochian L. V. Altered Zn Compartmentation in the Root Symplasm and Stimulated Zn Absorption into the Leaf as Mechanisms Involved in Zn. Hyperaccumulation in Thlaspi caerulescens II Plant Physiol. 1998. V. 118. P. 875883.

291. Lawc T. The Stem Cells Concept in Plants: A Matter of Debate // Cell. 2003. V. 113. P. 261-263.

292. Leblova S., Mucha A., Spirhanzlova E. Compartmentation of Cadmium, Copper, Lead and Zinc in Seedlings of Maize (Zea mays) Induction of Metallothionein // Biologia (Bratislava). 1986. V. 41. P. 777-785.

293. Lee J., Reeves R.D., Brooks RR, Jaffre T. Isolation and Identification of a Citrato-Complex of Nickel from Nickel-Accumulating Plants // Phytochemistiy. 1977. V. 16. P. 1503-1505.

294. Lee S., Korban S.S. Transcriptional Regulation of Arabidopsis thaliana Phytoche-latin Synthase (AtPCSl) by Cadmium during Early Stages of Plant Development // Planta 2002. V. 215. P. 689-693.

295. Lee S., Moon J.S., Ко T.-S., Petros D., Goldsbrough P.B., Korban S.S. Overexpres-sion of Arabidopsis Phytochelatin Synthase Paradoxically Leads to Hypersensitivity to Cadmium Stress // Plant Phisiol. 20036. V. 131. P. 656-663.

296. LeitaL., Marchiol L., Martin M., Petessotti A. Transpiration Dynamics in Cadmium Treated Soybean (Glycine max L.) Plants // J. Agron. Crop Sci. Zeitschrift Acker Pflanzenban. 1995. V. 175. P. 153-156.

297. Leita L., Denobili M., Cesco S., Mondini C. Analysis of Intercellular Cadmium Forms in Roots and Leaves of Bush Bean // J. Plant Nutr. 1996. V. 19. P. 527-533.

298. Lepp N. W. Interactions between Cadmium and Other Heavy Metals in Affecting the Growth of Lettuce (Lactuca sativa L.) Seedlings // Z. Pflanzenphysiol. 1977. V. 84. P. 363-367.

299. LerdaD. The Effect of Lead on Allium сера L. //Mutat. Res. 1992. V. 281. P. 8992.

300. Li Z.-S., SzczypkaM., Lu Y.-P., Thiele D.J., Rea P.A. The Yeast Cadmium Factor Protein (YCF1) Is a Vacuolar Glutathione S-Conjugate Pump // J. Biol. Chem. 1996. V. 271. P. 6509-6517.

301. Li Z.-S., Lu Y.-P., Zhen R.-G., Szczypka M., Thiele D.J., Rea P.A. A New Pathway for Vacuolar Cadmium Sequestration in Saccharomyces cerevisiae: YCF1-Catalyzed Transport of Bis(glutathionato)cadmium // Proc. Natl. Acad. Sci. 1997. V. 94. P. 4247.

302. Liu D., Kottkel. Subsellular Localization of Cd in the Root Cells of Allium sativum by Electron Energy Loss Spectroscopy // J. Biosci. 2003. V. 28. P. 471-478.

303. Lombi E., Zhao F.J., Dunham S.J., McGrath S.P. Cadmium Accumulation in Populations of Thlaspi caerulescens and Thlaspi goesingense II New Phytol. 2000. V. 145. P. 11-20.

304. Lue-Kim Н., Rauser W.E. Partial Characterization of Cadmium-Binding Protein from Roots of Tomato 11 Plant Physiol. 1986. V. 81. P. 896-900.

305. Lui D., Jiang W., Wang W, Zhai L, Lu C. Effects of Lead on Root Growth, Cell Division, and Nucleolus of Allium сера I I Environ. Pollut. 1994. V. 86. P. \-A.

306. Lui D., Jiang W., Wang W., Zhai L. Evaluation of Metal Ion Toxicity on Root Tip Cells by the Allium Test // Israel J. Plant Sci. 1995. V. 43. P. 125-133.

307. Ma F., Peterson C.A. Development of Cell Wall Modifications in the Endodermis and Exodermis of Allium сера Roots // Can. J. Bot. 2001. V. 79. P. 621-634.

308. Ma J.F., Ueno D., Zhao F.J., McGrath S.P. Subcellular Localisation of Cd and Zn in the Leaves of a Cd-hyperaccumulating Ecotype of Thlaspi caerulescens II Planta. 2005. V. 220. P. 731-736.

309. MacNair M.R., Smirnoff N. Use of Zincon to Study Uptake and Accumulation of Zinc by Zinc Tolerant and Hyperaccumulating Plants // Commun. Soil. Plant. Anal. 1999. V. 30. P. 1127-1136.

310. Maitani Т., Kubota H., Kyoko S., Yamada T. The Composition of Metals Bound to Class HI Metallothionein (Phytochelatin and Its Desglycyl Peptide) Induced by Various Metals in Root Culture of Rubia tinctorum II Plant Physiol. 1996. V. 110. P. 1145-1150.

311. Malik D., Sheoran I.S., Singh R. Lipid Composition of Thylacoid Membranes of Cadmium Treated Wheat Seedlings // Indian J. Biochem. Biophys. 1992. V. 29. P. 350-354.

312. ЪбЪ.МаШп R., Niogi К. Photosynthesis // Biochemistry and Molecular Biology of Plants / Eds. Buchanan B.B., Gruissem W., Jones R.L. Rockville. 2000. P. 568-628.

313. Malone C., Koeppe D.E., Miller J. Localization of Lead Accumulated by Corn Plants//Plant Physiol. 1974. V. 53. P. 388-394.

314. Margoshes M., Vallee B.L. A Cadmium Protein from Equine Renal Cortex // J. Am. Chem. Soc. 1957. V. 79. P. 4813-4814.

315. Marschner H. Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press. 1986. Toronto. 475 p.

316. Mathys W. Enzymes of Heavy-Metal-Resistant and Non-Resistant Populations of Silene cucubalus and their Interaction with Some Heavy Metals in vitro and in vivo II Physiol. Plant. 1975. V. 33. P. 161-165.

317. May M.J., Leaver C.J. Arabidopsis thaliana y-Glutamylcysteine Synthetase Is Structurally Unrelated to Mammalian, Yeast and E. coli homologs // Proc. Natl. Acad. Sci. 1994. V. 91. P. 10059-10063.

318. May M.J., Vernonx Т., Sanchez-Fernandez R., Van Montagu M., Inze D. Evidence for Posttranscriptional Activation of y-Glutamylcysteine Synthetase during Plant Stress Responses // Proc. Natl. Acad. Sci. 1998. P. 12049-12054.

319. Mazen A.M.A., El Maghraby O.M.O. Accumulation of Cadmium and Strontium, and a Role of Calcium Oxalate in Water Hyacinth Tolerance // Biol. Plant. 1997/98. V. 40. P. 411-417.

320. McCully М. Е., Canny M.J. Pathways and Processes of Water and Nutrient Movement in Roots//Plant Soil. 1988. V. 111. P. 159-170.

321. McCully M. How Do Real Roots Work? Some New Views of Root Structure // Plant Physiol. 1995. V. 109. P. 1-6

322. Meharg A.A. The Role of Plasmalemma in Metal Tolerance in Angiosperms // Physiol. Plant. 1993. V. 88. P. 191-198.

323. Mench M., Morel J.L., Guckert A. Metal Binding Properties of High Molecular Weight Soluble Exudates from Maize (Zea mays) Roots // Biol. Fertil. Soils. 1987. V. 3. P. 165-169.

324. MenchM., Morel J.L., Guckert A. A Mimicked in-situ Remediation Study of Metal-Contaminated Soils, with Emphasis on Cadmium and Lead // J. Environ. Qual. 1994. V. 23. P. 58-63.

325. Mendoza-Kozatl D., Loza-Tavera H., Hernandez-Navarro A., Moreno-Sanchez R. Sulfur Assimilation and Glutathione Metabolism under Cadmium Stress in Yeast, Protists and Plants // FEMS Microbiol. Rev. 2005. V. 29. P. 653-671.

326. Mendum M.L., Gupta S.C., Goldsbrough P.B. Effect of Glutathione on Phytochelatin Synthesis in Tomato Cells // Plant Physiol. 1990. V. 93. P. 484-488.

327. Metcalfe C.R., Chalk L. Anatomy of the Dicotyledons. Leaves, stem, and wood in relation to taxanomy with notes on economic uses. Oxford. At the Clarendon Press. 1950. V. 1. P. 83-91.

328. Meuwly P., Thibault P., Rauser W.E. Gamma-Glutamylcysteinylglutamic Acid-A New Homologue of Glutathione in Maize Seedlings Exposed to Cadmium // FEBS Lett. 1993. V. 336. P. 472-476.

329. Meuwly P., Thibault P., Schwan A.L., Rauser W.E. Three Families of Thiol Peptides Are Induced by Cadmium in Maize // Plant J. 1995. V. 7. P. 391-400.

330. Michalak E., Wierzbicka M. Differences in Lead Tolerance Between Allium сера Plants Developing from Seeds and Bulbs // Plant Soil. 1998. V. 199. P. 251-260.

331. Mikheev A.M. The Geterogenity of 137Cs and 90Sr Distribution and Dose Loading on Critical Tissues of Main Seedling Root// Radiats. Biol. Radioecol. 1999. V. 39. P. 663-667.

332. Miles L.I., Parker G.R. Effect of Soil Cd Addition on Germination of Native Plant Species // Plant Soil. 1980. V. 54. P. 243- 247.

333. Miller R.J., Bittell J.E., Koeppe D.E. The Effect of Cadmium on Electron and Energy Transfer Reactions in Corn Mitochondria // Physiol. Plant. 1973. V. 28. P. 166171.

334. Milner M.J., Kochian L. V. Investigating Heavy-metal Hyperaccumulation using Thlaspi caerulescens as a Model System//Ann. Bot. 2008. V. 102. P. 3-13.

335. Mishra S., Srivastava S., Tripathi R.D., Govindarajan R., Kuriakose S. V., Prasad M.N.V. Phytochelatin Synthesis and Response of Antioxidants during Cadmium Stress in Bacopa monnieri L. // Plant Physiol. Biochem. 2006. V. 44. P. 25-37.

336. Mohanty N., Vaas I. Demeter S. Impairment of Photosystem 2 Activity at the Level of Secondary Quinone Electron Acceptor in Chloroplasts Treated with Cobalt, Nickel and Zinc Ions // Physiol. Plant. 1989. V. 76. P. 386-390.

337. Molas J. Changes in Morphological and Anatomical Structure of Cabbage (Brassica oleracea L.) Outer Leaves and in Ultrastructure of Their Chloroplasts Caused by an in vitro Excess of Nickel // Photosynthetica. 1997. V. 34. P. 513-522.

338. Molitor M., Dechamps C., Gruber W., Meerts P. Thlaspi caerulescens on Non-Metalliferous Soil in Luxembourg: Ecological Niche and Genetic Variation in Mineral Element Composition I I New Phytol. 2005. V. 165. P. 503-512.

339. Morel J.L., Mench M., Guckert A. Measurement of Pb, Cu and Cd Binding with Mucilage Exudates from Maize (Zea mays L.) Roots // Biol. Fertil. Soils. 1986. V. 2. P. 29-34.

340. Morsch KM., Schetinger M.R.C., Martins A.F., Rocha J.B.T. Effects of Cadmium, Lead, Mercury and Zinc on 5-Aminolevulinic Acid Dehydratase Activity from Radish Leaves // Biol. Plant. 2002. V. 45. P. 85-89.

341. Moustakas M., Lanaras Т., Symeonidis L., Karataglis S. Growth and Some Photo-synthetics of Field Grown Avena sativa Under Copper and Lead Stress // Photosynthetica. 1994. V. 30. P. 389-396.

342. Moya J. L., Ros R., Picazo I. Influence of Cadmium and Nickel on Growth, Net Photosynthesis and Carbohydrate Distribution in Rice Plants // Photothynthesis Res. 1993. V. 36. P. 75-80.

343. Mukherji S., Maitra P. Toxic Effects of Lead on Growth and Metabolism of Germinating Rice (Oryza sativa L.) Seeds and on Mitosis on Onion (Allium сера L.) Root Tip Cells // Indian J. Exp. Biol. 1976. V. 14. P. 519-521.

344. Murasugi A., Wada C., Hayashi Y. Occurrence of Acid-Labile Sulfide in Cadmium-Binding Peptide 1 from Fission Yeast // J. Bioch. 1983. V. 93. P. 661-664.

345. Murphy A., Zhou J., Goldsbrough P.B., Taiz L. Purification and Immunological Identification of Metallothioneins 1 and 2 from Arabidopsis thaliana И Plant Physiol. 1997. V. 113. P. 1293-1301.

346. Myttenaere C., MassetM. Distribution du Strontium et du Calcium ches Pisum sativum en Relation avec le Rapport Strontium / Calcium de la Solution Nutritive // Ann. Physiol. Veget. 1965. V. 7. P. 97-104.

347. Nabais C., Freitas H., Hagemeyer J., Breckle S.-W. Radial Distribution of Ni in Stemwood of Ouercus ilex L. Trees Grown on Serpentine and Sandy Loam (Umbric Leptosol) Soils of NE-Portugal //Plant Soil. 1996. V. 183. P. 181-185.

348. Negri M.C., Hinchman R.R. The Use of Plants for the Treatment of Radionuclides // Phytoremediation of Toxic Metals Using Plants to Clean Up the Environment / Ed. Raskin I., Ensley B.D. John Wiley & Sons, Inc. 2000. P. 107-132.

349. Neiboer E., Richardson D.H.S. The Replacement of the Non-Descriptive Term «Heavy Metals» by a Biologically and Chemically Significant Classification of Metal Ions // Environ. Pollut. 1980. V. 1. P. 3-26.

350. Neumann D., Lichtenberger O., Gunther D., Tschiersch K., Nover L. Heat-shock Proteins Induce Heavy Metal Tolerance in Higher Plants // Planta. 1994. V. 194. P. 360-367.

351. Nichols R, Frost C.E. Post Harvest Effects of Ethylene on Ornamental Plants // Ethylene and Plant Development / Eds. Roberts J.A., Turker G.A. L.: Butterworths Publ. House, 1985. P. 343-351.

352. Nishizono H., Ichikawa #., Suziki S., Ishii F. The Role of the Root Cell Wall in the Heavy Metal Tolerance of Athyriumyokoscense //Plant Soil. 1987. V. 101. P. 15-20.

353. Nocito F.F., Pirovano L., Cocucci M., Sacchi G.A. Cadmium-Induced Sulfate Uptake in Maize Roots // Plant Physiol. 2002. V. 129. P. 1872-1879.

354. Obata Н., Inoue TV., Umebayashi M. Effect of Cd on Plasma Membrane ATPase from Plant Roots Differing in Tolerance to Cd // Soil Sci. Plant Nutr. 1996. V. 42. P. 361-366.

355. Obata H., Umebayashi M. Effects of Cadmium on Mineral Nutrient Concentrations in Plant Differing in Tolerance for Cadmium I I J. Plant Nutr. 1997. V. 20. P. 97-105.

356. Ophus E.M., Gullvag B.N. Localization of Lead within Leaf Cell of Rhytidiodelphns squarosus (Hedw.) Warnst, by Means of Transmission Electron Microscopy and X-ray Microanalysis // Cytobias. 1974. V. 10. P. 45-48.

357. Ortiz D.F., Kreppel L, Speiser DM., Scheel G., McDonald G., 0\v D.W. Heavy Metal Tolerance in the Fission Yeast Requires an ATP-Binding Cassette-Type Vacuolar Membrane Transporter // EMBO J. 1992. V. 11. P. 3491-3499.

358. Ortiz D.F., Ruscitti Т., McCue K.F., Ow D.W. Transport of Metal-Binding Peptides by HMT1, a Fission Yeast ABC-type Vacuolar Membrane Protein // J. Biol. Chem. 1995. V. 270. P. 4721-4728.

359. Ouariti O., Gouia H., Ghorbal M.H. Responses of Bean and Tomato Plants to Cadmium Growth, Mineral Nutrition, and Nitrate Reduction // Plant Physiol. Bio-chem. 1997a. V. 35. P. 347-354.

360. Ouariti O., Boussama N., Zarrouk M., С her if A., Chorbal M.N. Cadmium and Copper-Induced Changes in Tomato Membrane Lipids // Phytochemistry. 19976. V. 45. P. 1343-1350.

361. Oven M, Page J.E., Zenk M.H., Kutchan T.M. Molecular Characterization of the Homophytochelatin Synthase of Soybean Glycine max И J. Biol. Chem. 2002. V. 277. p. 4747-1754.

362. Paasikallio A., Rantavaara A., Sippola J. The Transfer of Cesium-137 and Stron-tium-90 from Soil to Food Crops after the Chernobyl Accident // Sci. Total. Environ. 1994. V. 155. P. 109-240.

363. Page A.L., Bingham F.T., Nelson C. Cadmium Adsorption and Growth of Various Plant Species as Influenced by Solution Cadmium Concentration // J. Environ. Qual. 1972. V. 1. P. 283-291.

364. Pandolfmi Т., Gabbrielli R., Comparini C. Nickel Toxicity and Peroxidase Activity in Seedlings of Triticum aestivum L. // Plant Cell Environ. 1992. V. 15. P. 719-725.

365. PapoyanA., Kochian L. V. Identification of Thlaspi caerulescens Genes that May Be Involved in Heavy Metal Hyperaccumulation and Tolerance. Characterization of a Novel Heavy Metal Transporting ATPase // Plant Physiol. 2004. V. 136. P. 38143823.

366. Peer W.A., Mahmoudian M, Lahner В., Reeves R.D., Murphy A.S., Salt D.E. Identifying Model Metal Hyperaccumulating Plants: Germplasm Analysis of 20 Brassicaceae Accessions from a Wide Geographical Area // New Phytol. 2003. V. 159. P. 421^130.

367. Pence N.S., Larsen P.B., Ebbs S.D., Letham D.L.D., Lasat M.M., Garvin D.F., Eide /X, Kochian L.V. A Molecular Physiology of Heavy Metal Transport in the Zn/Cd Hyperaccumulator Thlaspi caerulescens // Proc. Natl. Acad. Sci. 2000. V. 97. P. 4956-4960.

368. Peralta-Videa J.R., Gardea-Torresdey J.L., Gomes E., Tiemann K.J., Parsons J.G., Carrillo G. Effect of Mixed Cadmium, Copper, Nickel and Zinc at Different pHs upon Alfalfa Growth and Heavy Metal Uptake // Environ. Pollut. 2002. V. 119. P. 291-301.

369. Pereira G.J.G., Molina S.M.G., Lea P. J., Azevedo R.A. Activity of Antioxidant Enzymes in Response to Cadmium in Crotalaria juncea // Plant Soil. 2002. V. 230. P. 123-132.

370. Perjus-Barbeoch L., Leonhardt N., Vavasseur A., Forestier C. Heavy Metal Toxicity: Cadmium Permeates Through Calcium Channels and Disturbs the Plant Water Status // Plant J. 2002. V. 32. P. 539-548.

371. Persons M.W., YanX., Patnoe J.M., Kramer U., Salt D.E. Molecular Dissection of the Role of Histidine in Nickel Hyperaccumulation in Thlaspi goesingense (Halacsy) //Plant Physiol. 1999. V. 121. P. 1117-1126.

372. Persons M.W., Nieman К., Salt D.E. Functional Activity and Role of Cation-Efflux Family Members in Ni Hyperaccumulation in Thlaspi goesingense II Proc. Natl. Acad. Sci. 2001. V. 98. P. 9995-10000.

373. Peterson C.A., Cholewa E. Structural Modifications of the Apoplast and their Potential Impact on Ion Uptake//Z. Pflanzenernahr. Bodenk. 1998. V. 161. P. 521-531.

374. Petit C.M., Ringoet A., Myttenaere C. Stimulation of Cadmium Uptake in Relation to the Cadmium Content of Plants // Plant Physiol. 1978. V. 62. P. 554-557.

375. Piccini D.F., Malavolta E. Effect of Nickel on Two Common Bean Cultivars // J. Plant Nutr. 1992. V. 15. P.2343-2350.

376. Piechalak A., Tomaszewska В., Baralkiewicz D., MaleckaA. Accumulation and Detoxification of Lead Ions in Legumes // Phytochemistry 2002. V. 60. P. 153-162.

377. Pielichowska M, Wierzbicka M. Uptake and Localization of Cadmium by Biscutella laevigata, a Cadmium Hyperaccumulator // Acta Biologica Gracoviensia. 2004. V. 46. P. 57-63.

378. Polacco J.C., Freyermuth S.K., Gerendas J., Cinzio S. Soybean Genes Involved in Nickel Insertion into Urease I I J. Exp. Bot. 1999. V. 50. P. 1149-1156.

379. Popelka J.C., Shubert S., Schulz R, Hansen A.P. Cadmium Uptake and Translocation during Reproductive Development of Peanut (Arachis hypogaea L.) // Angew. Bot. 1996. V. 70. P. 140-143.

380. Poskuta J.W., Patys E., Romanowska E. The Effects of Lead on the Gaseous Exchange and Photosynthetic Carbon Metabolism of Pea Seedlings // Acta Soc. Bot. Pol. 1987. V. 56. P. 127-137.

381. Poszwa A., Dambrine Е., Pollier В., Atteia О. A Comparison between Са and Sr Cycling in Forest Ecosystems // Plant Soil. 2000. V.225. P.299-310.

382. Poulter A., Collin H.A., Thurman D.A., Hardwick K. The Role of Cell Wall in the Mechanism of Lead and Zinc Tolerance in Antoxanthum odoratum L. // Plant Sci. 1985. V. 42. P. 61-66.

383. Prassad D.D.K., Prassad A.R.K. Altered 6-Aminolaevulinic Acid Metabolism by Lead and Mercury in Geminating Seedlings of Baira (Pennisetum typhoideum) // J. Plant Physiol. 1987. V. 127. P. 241-149.

384. Preer J.R., AbdiA.N., Sekhon H.S., Murchison G.B. Metals in Urban Gardens Effect of Lime and Sludge // J. Environ. Sci. Health. 1995. V. 30. P. 2041-2056.

385. Przedpelska E., Wierzbicka M. Arabidopsis arenosa (Brassicaceae) from Lead-Zinc Waste Heap in Southern Poll and a Plant with High Tolerance to Heavy Metals // Plant Soil. 2007. V. 299. P. 43-53.

386. Przymusinski R., Rucinska R., Gwozdz E.A. The Stress Stimulated 16 kDa Polypeptide from Lupin Roots Has Properties of Cytosolic Cu: Zn-Superoxide Dismutase // Environ. Exp. Bot. 1995. V. 35. P. 485^195.

387. Psaras G.K., Manetas Y. Nickel Localization in Seeds of the Metal Hyperaccumula-tor Thlaspipindicum Hausskn. // Ann. Bot. 2001. V.88. P.513-516.

388. Punz W.F., Sieghardt H. The Response of Roots of Herbaceous Plant Species to Heavy Metals // Environ. Exp. Bot. 1993. V. 33. P. 85-95.

389. Oureshi J.A., Collin H.A., Hardwick K., Thurman D.A. Metal Tolerance in Tussue Cultures of Anthoxanthum odoratum II Plant. Cell. Reports. 1981. V.l. P. 80-82.

390. Oureshi J.A., Hardwick K., Collin H.A. Intracellular Localization of Lead in a Lead Tolerant and Sensitive Clone of Anthoxanthum odoratum II Plant Physiol. 1986. V. 122. P. 357-364.

391. Radecki J., Banaszkiewicz Т., KlasaA. The Effect of Different Lead Compounds on Mitotic Activity of Maize Root Tip Cells I I Acta Physiol. Plant. 1989. V. 11. P. 125130.

392. Rai U.N., Tripathi R.D., Gupta М., Chandra P. Induction of Phytochelatins Under Cadmium Stress in Water Lettuce (Pistia straliotes L.) // J. Environ. Sci. Health. 1995. V. 30. P. 2007-2026.

393. Rai V., Khatoon S., Bisht S.S., Mehrotra S. Effect of Cadmium on Growth, Ul-tramorphology of Leaf and Secondary Metabolites of Phyllanthus amarus Schum. And Thonn. // Chemosphere. 2005. V. 61. P. 1644-1650.

394. Ramos L., Hernandez L.M., Gonzales J.M. Sequential Fractionation of Copper, Cadmium, and Zinc in Soils from or Near Donana National Park // J. Environ. Qual. 1994. V. 23. P. 50-57.

395. Rauser W.E., Glover J. Cadmium-Binding Protein in Roots of Maize // Can. J. Bot. 1984. V. 62. P. 1645-1650.

396. Rauser W.E. Changes in Glutathione Content of Maize Seedlings Exposed to Cadmium // Plant Sci. 1987. V. 51. P. 171-175.

397. Rauser W.E., Ackerley C.A. Localization of Cadmium in Granules within Differentiating and Mature Root Cells // Can. J. Bot. 1987. V. 65. P. 643-646.

398. Rauser W.E. Phytochelatins //AnnuRev. Biochem. 1990. V. 59. P. 61-86.

399. Rauser W.E. Phytochelatins and Related Peptides: Structure, Biosynthesis and Function//Plant Physiol. 1995. V. 109. P. 1141-1149.

400. Rauser W.E., Meuwly P. Retention of Cadmium in Roots of Maize Seedlings. Role of Complexation by Phytochelatins and Related Thiol Peptides // Plant Physiol. 1995. V. 109. P. 195-202.

401. Rauser W. E. Structure and Function of Metal Chelators Produced by Plants: the Case for Organic Acids, Amino Acids, Phytin, and Metallothioneins // Cell Biochem. Biophys. 1999. V. 31. P. 19^18.

402. Rea P.A., Li Ze.-S., Lu Yu-P., Drozdowicz Y.M., Martinoia E. From Vacuolar GS-X Pumps to Multispecific ABC Transporters // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1998. V. 49. P. 727-760.

403. Reese R.N., Roberts L.M. Effect of Cadmium on Whole Cell and Mitochondrial Respiration in Tobacco Cell Suspention Cultures (Nicotiana tobacum L. var.Xanthi) // J. Plant Physiol. 1985. V. 120. P. 123-130.

404. Reese R.N., Wagner G.J. Properties of Tobacco (Nicotiana tabacum) Cadmium-Binding Peptide(s) // Biochem. J. 1987a. V. 241. P. 641-647.

405. Reese R.N., Wagner G.J. Effects of Butionine Sulfoximine on Cd-Binding Peptide Levels in Suspension-Cultured Tobacco Cells Treated with Cd, Zn or Cu // Plant Physiol. 19876. V. 84. P. 574-577.

406. Reese R.N., White СЛ., Winge D.R Cadmium-Sulfide Crystallites in Cd-(yEC)nG Peptide Complexes from Tomato // Plant Physiol. 1992. V. 98. P. 225-229.

407. Reeves R.D., Brooks R.R., Macfarlane R.M. Nickel Uptake by Californian Streptan-thus and Caulanthus with Particular Reference to the Hyperaccumulator S. polyga-loides Gray (Brassicaceae)//Amer. J. Bot. 1981. V. 68. P. 708-712.

408. Reeves R.D., Macfarlane R.M., Brooks R.R. Accumulation of Nickel and Zinc by Western North American Genera Containing Serpentine Tolerant Species // Amer. J. Bot. 1983. V. 70. P. 1297-1303.

409. Reeves R.D., Baker A.J.M., Bornidi A., Berazain R. Nickel Hyperaccumulation in the Serpentine Flora of Cuba//Ann. Bot. 1999. V. 83. P. 29-38.

410. Reeves R.D., Baker A.J.M. Metal-accumulating plants I I Phytoremediation of Toxic Metals Using Plants to Clean Up the Environment / Ed. Raskin I., Ensley B.D. John Wiley & Sons, Inc. 2000. P. 193-229.

411. Rensing C., Sun K, Mitra В., Rosen B.P. Pb(II)-Translocating P-tipe ATPasas // J. Biol. Chem. 1998. V. 273. P. 32614-32617.

412. Rieger R, Michaelis A, Takehisa S. Involvement of Phytochelatins in NiCl2-triggered Protection Against Induction of Chromatid Aberrations by ТЕМ and MH in Viciafaba Root Tip Meristems? // Mutat Res. 1990. V. 244. P. 31-35.

413. Rigola D., Fiers M., Vurro E., Aarts M.G.M. The Heavy Metal Hyperaccumulator Thlaspi caerulescens Expresses Many Species-Specific Genes, as Identified by Comparative Expressed Sequence Tag Analysis // New Phytol. 2006. V. 170. P. 753-766.

414. Robertson A.I., Meakin M.E.R. The Effect of Nickel on Cell Division and Growth of Brachystegia spiciformis Seedlings//J. Bot. Zimbabwe. 1980. V. 12. P. 115-125.

415. Robertson A.I. The Poisoning of Roots of Zea mays by Nickel Ions, and the Protection Afforded by Magnesium and Calcium // New Phytol. 1985. V. 100. P. 173-189.

416. Robinson TV. J., Tommey A.M., Kuske C., Jackson P.J. Plant Metallothioneins 11 Bio-chem. J. 1993. V. 295. P. 1-10.

417. Rogers E.E., Eide D.J., Guerinot M.L. Altered Selectivity in an Arabidopsis Metal Transporter// Proc. Natl. Acad. Sci. 2000. V. 97. P. 12356-12360.

418. Ros R., Morales A., Segura J., Picazo I. In vivo and in vitro Effects of Nickel and Cadmium on the Plasmalemma ATPase from Rice (Oiyza sativa L.) Shoots and Roots // Plant Science. 1992. V. 83. P. 1-6.

419. RubioM.L, EscrigL, Martinez-Cortina C., Lopez-Benet F.J., SanzA. Cadmium and Nickel Accumulation in Rice Plants. Effects on Mineral Nutrition and Possible Interactions of Abscisic and Gibberellic Acids // Plant Growth Regul. 1994. V. 14. P. 151157.

420. Ruegsegger A., Schmutz D., Brunold C. Regulation of Glutathione Synthesis by Cadmium in Pisum sativum II Plant Physiol. 1990. V. 93. P. 1579-1584.

421. Ruegsegger A., Brunold C. Effect of Cadmium on y-Glutamylcysteine Synthesis in Maize Seedlings // Plant Physiol. 1992. V. 99. P. 428-433.

422. Sabalini S., Beis D„ Wolkenfelt H., Murfelt J., Guifoyle Т., Malamy J., Benfey P., Leyser O., Bechtold TV., Weisbeek P., Scheres B. An Auxin-Dependent Distal Organizer of Pattern and Polarity in the Arabidopsis Root // Cell. 1999. P. 463-472.

423. Sagner S., Kneer R., Wanner G., Cosson J.-P., Deus-Neumann В., ZenkM.H. Hy-peraccumulation, Complexation and Distribution of Nickel in Sebertia acuminata II Phytochemistry. 1998. V. 47. P. 339-343.

424. Sajwan K.S., Ornes W.H., Yoimgblood T.V., Alva A.K. Uptake of Soil Applied Cadmium, Nickel and Selenium by Bush Beans // Water Air Soil Pollut. 1996. V. 91. P. 209-217.

425. Salt D.E., Wagner G.J. Cadmium Transport across Tonoplast of Vesicles from Oat Roots. Evidence for a Cd2+/H+ Antiport Activity // J. Biol. Chem. 1993. V. 268. P. 12297-12302.

426. Salt D.E., BlaylockM., Kumar N.P.B.A., Dushenkov V., Ensley B.D., ChetL, Raskin -I. Phytoremediation: A Novel Strategy for the Removal of Toxic Metals from the Environment Using Plants//Biotechnology. 1995. V. 13. P. 468-474.

427. Salt D.E., Rauser W.E. Mg-ATP-Dependent Transport of Phytochelatins across the Tonoplast of Oat Roots //Plant Physiol. 1995. V. 107. P. 1293-1301.

428. Salt D.E., Prince R.C., Pickering I. J., Raskin I. Mechanisms of Cadmium Mobility and Accumulation in Indian Mustard // Plant Physiol. 1995. V. 109. P. 1427-1433.

429. Salt D.E., Pickering I. J., Prince R.C., Gleba D., Smith R.D., Dushenkov S., Raskin L Metal Accumulation by Aquacultured Seedlings of Indian Mustard // Environ. Sci. Technol. 1997. V. 31. P. 1636-1644.

430. Salt D.E., Smith R.D., Raskin I. Phytoremediation // Annu. Rev. Plant Physiol. Mol. Biol. 1998. V. 49. P. 643-668.

431. Salt D.E., Kramer U. Mechanisms of Metal Hyperaccumulation in Plants // Phytoremediation of Toxic Metals Using Plants to Clean Up the Environment / Ed. Raskin I., Ensley B.D. John Wiley & Sons, Inc. 2000. P.231-246.

432. Samanlaray S., Rout G.R., Das P. Tolerance of Rice to Nickel in Nutrient Solution // Biol. Plant. 1997/98. V. 40. P. 295-298.

433. Samardakiewicz S., Slrawinski P., Wozny A. The Influence of Lead on Callose Formation in Roots of Lemna minor L. // Biol. Plant. 1996. V. 38. P. 463-467.

434. Samardakiewicz S., Wozny A. The Distribution of Lead in Duckweed {Lemna minor L.) Root Tip // Plant Soil. 2000. V. 226. P. 107-111.

435. Samardakiewicz S., Wozny A. Cell Division in Lemna minor Roots Treated with Lead // Aquatic Botany. 2005. V. 83. P. 289-295.

436. Sanita di Toppi L., Gabbrielli R Response to Cadmium in Higher Plants // Environ. Exp. Bot. 1999. V. 41. P. 105-130.

437. Satake K., Miyasaka K. Evidence of High Mercury Accumulation in the Cell Wall of the Liverwort Jungermannica vulcanicola Steph, to Form Particles of Mercury-Sulphur Compound // J. Bryol. 1984. V. 13. P. 101-105.

438. Schaaf G., Ludewig TJ., Erenoglu B.E., Mori S., Kitahara Т., von Wiren N. ZmYSl Functions as a Proton-Coupled Symporter for Phytosiderophore- and Nicotianamine-Chelated Metals // J. Biol. Chem. 2004. V. 279. P. 9091-9096.

439. Schaaf G., HonsbeinA., Meda A. R., Kirchner S., WipfD., von Wiren N. AtIREG2 Encodes a Tonoplast Transport Protein Involved in Iron-dependent Nickel Detoxification in Arabidopsis thaliana Roots // J. Biol. Chem. 2006. V. 281. P. 25532-25540.

440. Schat #., Sharma S.S., Vooijs R Heavy Metal-Induced Accumulation of Free Proline in a Metal-Tolerant and a Nontolerant Ecotype of Silene vidgaris II Physiol. Plant. 1997. V. 107. P. 477-482.

441. Schat #., Llugany M., Vooijs R, Hartley-Whilaker J., Bleeker P.M. The Role of Phytochelatins in Constitutive and Adaptive Heavy Metal Tolerances in Hyperaccumulator and Non-hyperaccumulator Metallophytes // J. Exp. Bot. 2002. V. 53. P. 2381-2392.

442. Scheller H.V., Huang В., Hatch E., Goldssbrough P.B. Phytochelatin Synthesis and Glutathione Levels in Response to Heavy Metals in Tomato Cells // Plant Physiol. 1987. V. 85. P. 1031-1035.

443. Schickler H., Caspi H. Response of Antioxidative Enzymes to Nickel and Cadmium Stress in Hyperaccumulator Plants of Genus Alyssum I I Physiol. Plant. 1999. V. 105. P. 39-44.

444. Schreiber L., Hartmann K., Skrabs M., Zeier J. Apoplastic Barriers in Roots: Chemical Composition of Endodermal and Hypodermal Cell Walls // J. Exp. Bot. 1999. V. 50. P. 1267-1280.

445. SelaM., Tel-Or Е., Fritz Е., Huttermann A. Localization and Toxic Effects of Cadmium, Copper, and Uranium in Azolla U Plant Physiol. 1988. V. 88. P. 30-36.

446. SelaM., Garty J., Tel-Or E. The Accumulation and the Effect of Heavy Metals on the Water Fern Azolla filiculoides //New Phytol. 1989. V. 112. P. 7-12.

447. Senden M.H.M.N., Vandermeer A.J.G.M., Verburg T.G., Wolter-beek H.T. Citric Acid in Tomato Plant Roots and Its Effect on Cadmium Uptake and Distribution // Plant Soil. 1995. V. 171. P. 333-339.

448. Severne B.C. Nickel Accumulation by Hybanthus jloribundus II Nature. 1974. V. 248. P. 807-808.

449. Shah K., Dubey R.S. Effect of Cadmium on Proline Accumulation and Ribonuclease Activity in Rice Seedlings: Role of Proline as a Possible Enzyme Protectant // Biol. Plant. 1997/98. V. 40. P. 121-130.

450. Sharpe V., Denny P. Electron Microscope Studies on the Absorption and Localisation of Lead in the Leaf Tissue of Potamogeton pectinalus L. // J. Exp. Bot. 1976. V. 27. P. 1155-1162.

451. Shaw A.J. Metal Tolerances and Cotolerances in the Moss Funaria hygrometrica II Can. J. Bot. 1990. V. 68. P. 2275-2282.

452. Shaw B.P. Effects of Mercury and Cadmium on the Activities of Antioxidative Enzymes in the Seedlings of Phaseolus aureus // Biol. Plant. 1995. V. 37. P. 587-596.

453. Shekhovtsova T.N., Muginova S.V., Mizgunova U.M., Dolmanova I.F. Application of Oxidases in Analysis //Quimica Analitica. 1996. V. 15. P. 312-320.

454. Sheoran I.S., Singal H.R., Singh R Effect of Cadmium and Nickel on Photosynthesis and the Enzymes of the Photo synthetic Carbon Reduction Cycle in Pigeonpea (Ca-janus cajan L.) // Photosynthesis Research. 1990. V. 23. P. 345-351.

455. Sigel A., Sigel H., Sigel R.C.O. Metal Ions in Life Sciences. Nickel and Its Surprising Impact in Nature. 2007. J.Wiley and Sons, Ltd. England. 702 p.

456. Simon L., Martin H.W., Adriano D.C. Chicory (Cichorium intybus) and Dandelion ('Taraxacum officinale Web.) as Phytoindicators of Cadmium Contamination // Water Air Soil Pol. 1996. V. 91. P. 351-362.

457. Sinclair S.A., Sherson S.M., Jarvis R, Camakaris J., Cobbet C.S. The Use of the Zinc-Fluorophore Zinpyr-1, in the Study of Zinc Homeostasis in Arabidopsis Roots // New Phytologist. 2007. V. 174. P. 39^15.

458. Singh S., Eapen S., D'Souza S.F. Cadmium Accumulation and Its Influence on Lipid Peroxidation and Antioxidative System in an Aquatic Plant, Bacopa monnieri L. // Gemosphere. 2006. V. 62. P. 233-246.

459. Sirko A., Brodzik R. Plant Ureases: Roles and Regulation // Acta. Biochim. Pol. 2000. V. 47. P. 1189-1195.

460. Skaar H., Ophus E., Gullvag B.M. Lead Accumulation within Nuclei of Moss Leaf Cells //Nature. 1973.V. 241. P. 215-216.

461. Sobkowiak R, Deckert J. Cadmium-Induced Changes in Growth and Cell Cycle Gene Expression in Suspension-Culture Cells of Soybean // Plant Physiol. Biochem. 2003. V. 41. P. 767-772.

462. Solereder H. Systematische anatomie der dicotyledonen. Stuttgart. Verlag von Ferdinand Enke. 1899. S. 67-77.

463. Speiser DM., Ortiz D.F., Kreppel L., Scheel G., McDonald G., Ow D.W. Purine Biosynthetic Genes Are Required for Cadmium Tolerance in Schizosaccharomyces pombe // Mol. Cell Biol. 1992. V. 12. P. 5301-5310.

464. Sresty T. V.S., Madhava Rao К. V. Ultrastructural Alterations in Response to Zinc and Nickel Stress in the Root Cells of Pigeonpea // Environ. Exp. Bot. 1999. V. 41. P. 3-13.

465. Stankovic Z, Pajevic S., Vuckovic M, Stojanovic S. Concentrations of Trace Metals in Dominant Aquatic Plants of the Lake Provala (Vojvodina, Yugoslavia) // Biol. Plant. 2000. V. 43. P. 583-585.

466. Sridhar B.B.M., Diehl S. V., Han F.X., Monts D.L., Sit Y. Anatomical Changes Due to Uptake and Accumulation of Zn and Cd in Indian Mustard (.Brassica juncea) // Environ. Exp. Bot. 2005. V. 54. P. 131-141.

467. Srivastava A., Jaiswal V.S. Biochemical Changes in Duck Weed after Cadmium Treatment // Water Air Soil Pollut. 1990. V. 50. P. 163-170.

468. Stefanov K.L., Pandev S.D., Seizova K.A. Tyankova L.A., Popov S.S. Effect of Lead on the Lipid Metabolism in Spinach Leaves and Thylakoid Membranes I I Biol. Plant. 1995. V. 37. P. 251-256.

469. Sleffem J.C., Hunt D.F., Williams B.J. Accumulation of Non-Protein Metal-Binding Polypeptides (Gamma-Glutamyl-Cysteinyl)n-Glycine in Selected Cadmium-Resistant Tomato Cells //J. Biol. Chem. 1986. V. 261. P. 13879-13882.

470. Steffens J.C. The Heavy Metal-Binding Peptides of Plants // Annu Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1990. V. 41. P. 553-575.

471. Stiborova M., Doubravova M., Brezinova A., Friedrich A. Effect of Heavy Metal Ions on Growth and Biochemical Characteristics of Photosynthesis of Barley (Hor-deum vulgare L.)//Photosynthetica. 1986. V. 20. P. 418-425.

472. Stiborova M. Cd2f Ions Affect the Quaternary Structure of Ribulose-1,5-Bisphosphate Carboxylase from Barley Leaves // Bioch. Physiol. Pflanzen. 1988. V. 183. P. 371-378.

473. Stobart A.K., Griffiths W.T., Ameen-Bukhari I., Sherwood HP. The Effect of Cd2+ on Biosynthesis of Chlorophyll in Leaves of Barley // Physiol. Plant. 1985. V. 63. P. 293-298.

474. Stoll J.P., Sneller F.E.C., Bryngelsson Т., Lundborg Т., Schat H. Phytochelatin and Cadmium Accumulation in Wheat// Environ. Exp. Bot. 2003. V. 49. P. 21-28.

475. Stone H., Overnell J. Non-metallothionein Cadmium Biding Proteins // Сотр. Bio-cem. Physiol. 1985. V. 80. P. 9-14.

476. Stoyanova D.P., Tchakalova E.S. The Effect of Lead and Copper on the Photosyn-thetic Apparatus in Elodea canadensis Rich. // Photosynthetica. 1993. V. 28. P. 6374.

477. Stoyanova D.P., Tchakalova E.S. Cadmium-Induced Ultrastructural Changes in Chloroplasts of the Leaves and Stems Parenchyma in Myriophyllum spicatum L. // Photosynthetica. 1997. V. 34. P. 241-248.

478. Stoyanova D.P. Ultrastructural Responses of Leaf Mesophyll and Trap Wall Cells of Urticularia vulgaris to Cadmium // Biol. Plant. 1999. V. 42. P. 395-400.

479. Strasdeit Н, Duhme А.К., Kneer R., Zenk M.H., Hermes C., Nolting-F. Evidence for Discrete Cd(SCys)4 Units in Cadmium Phytochelatin Complexes from EXAFS Spectroscopy//!. Chem. Soc. Chem. Commun. 1991. V. 16. P. 1129-1130.

480. Stroinski A. Some Physiological and Biochemical Aspects of Plant Resistance to Cadmium Effect. I. Antioxidative System // Acta Physiol. Plant. 1999. V. 21. P. 175188.

481. Symeonidis L., Karataglis S. Interactive Effects of Cadmium, Lead and1 Zinc on Root Growth of Two Metal Tolerant Genotypes of Holcus lanatus L. // BioMetals. 1992. V.5. P. 173-178.

482. Taylor R. W., Allinson D. W. Influence of Lead, Cadmium, and Nickel on the Growth of Medicago sativa (L.) // Plant Soil. 1981. V. 60. P. 223-236.

483. Taylor G.J., Crowder A.A. Uptake and Accumulation of Copper, Nickel, and Iron by Typha latifolia Grown in Solution Culture // Can. J. Bot. 1983. V. 61. P. 18251830.

484. Taylor G.J., Crowder A.A. Copper and Nickel Tolerance in Typha latifolia Clones from Contaminated and Uncontaminated Environments // Can. J. Bot. 1984. V. 62. P. 1304-1308.

485. Taylor A.G., Beresniewicz M.M., Gojfinet M.C. Semipermeable Layer in Seeds // Basic and Applied Aspects of Seed Biology / Eds Ellis R.H., Black M., Murdoch A. J., Hong T.D. Dordrecht: Kluwer, 1997. P. 395^102.

486. Theiss H.-B. Localisation of Lead in Seedlings of Lepidium sativum II Sci. Tech. Inform. 1990. V. IX. P. 246-252.

487. Thomine S., WangR., WardJ.M., CrawfordN.M., Schroeder J.I. Cadmium andiron Transport of a Plant Metal Transporter Family in Arabidopsis with Homology to Nramp Genes // Proc. Natl. Acad. Sci. 2000. V. 97. P. 4991^1996.

488. Thomine S., Lelievre F., Debarbieux E., Schroeder J.I., Barbier-Biygoo H. AtNRAMP3 Encodes a Vacuolar Metal Transporter that Down Regulates Heavy Metal

489. Accumulation Under Iron Deficiency in Arabidopsis // Abstracts of 9th New Phytolo-gist Symposium «Heavy Metals and Plants». Philadelphia. USA. 2002. P. 38.

490. Tils tone G.H., Macnair M.R. Nickel Tolerance and Copper-Nickel Co-tolerance in Mimulus guttatus from Copper Mine and Serpentine Habitats И Plant Soil. 1997. V. 191. P. 173-180.

491. Titov A.F., Talanova V.V., Boeva N.P. Growth Responses of Barley and Wheat Seedlings to Lead and Cadmium // Biol. Plant. 1996. V. 38. P. 431-436.

492. Tomsett A.B., Thurman D.A. Molecular Biology of Metal Tolerances of Plants // J. Plant Cell Environ. 1988. V. 11. P. 383-394.

493. Tsugeki R., Fedorojf N. V. Genetic Ablation of Root Cap in Arabidopsis II Proc. Natl. Acad. Sci. 1999. V. 96. P. 12941-12946.

494. Tu Shu-I, Brouillet J.N. Metal Ion Inhibition of Corn Root Plasma Membrane ATP ase // Phytochemistry. 1987. V. 26. P. 65-69.

495. Tukendorf A., Rauser W.E. Changes in Glutathione and Phytocheletins in Roots of Maize Seedlings Exposed to Cadmium // Plant Sci. 1990. V. 70. P. 155-166.

496. Tung G., Temple P.J. Uptake and Localization of Lead in Corn {Zea mays L.) Seedlings, a Study by Histochemical and Electron Microscopy // Sci. Total. Environ. 1996. V. 188. P. 71-85.

497. Uotila M., Aioub A.A.A., Gullner G., Komives Т., Brunola C. Induction of Glutathione Transferase Activity in Wheat and Pea Seedlings by Cadmium // Acta Biol. Hungarica. 1994. V. 45. P. 11-16.

498. Vakmistrov D.B. Specialization of Root Tissues in Ion Transport I I Structure and Function of Plant Roots / Ed: R. Brouwer et al. 1981. P. 203-208.

499. VanAssche F, Glijsters H. Effects of Metals on Enzyme Activity in Plants I I Plant Cell Environ. 1990. V. 13. P. 195-206.

500. Varney G.T., McCully М.Е., Canny M.J. Sites of Entry of Water into the Symplast of Maize Roots //New Phytol. 1993. V. 125. P. 733-741.

501. Vassil A.D., Kapulnik Y., Raskin I., Salt D.E. The Role of EDTA in Lead Transport and Accumulation by Indian Mustard//Plant Physiol. 1998. V. 117. P. 447-453.

502. Vassilev A., Yordanov /., Tsonev T. Effects of Cd2+ on the Physiological State and Photosyntetic Activity of Young Barley Plants // Photosynthetica. 1997. V. 34. P. 293-302.

503. Vatamaniuk O.K., Mari S., Lu Y.-P., Rea P.A. AtPCSl, A Phytochelatin Synthase from Arabidopsis: Isolation and in vitro Reconstitution // Proc. Natl. Acad. Sci. 1999. V. 96. P. 7110-7115.

504. Vazquez M.D., Poschenrieder Ch., Barcelo J. Ultrastructural Effects and Localization of Low Cadmium Concentrations in Bean Roots // New Phytol. 1992a. V. 120. P. 215-226.

505. Veeranjaneyulu K, Das V.S.R Intrachloroplast Localization of 65Zn and 63Ni in a Zn-tolerant Plant, Ocimum basilicum Benth // J. Exp. Bot. 1982. V.33. P. 1161-1165.

506. Verkleij J.A.C., Koevoets P., Van T. RietJ., Bank R. Nigdam, Ernst W.H.O. Poly(y-glutamylcysteinyl)glycines or Phytochelatins and Their Role in Cadmium Tolerance of Silene vulgaris И Plant Cell Environ. 1990. V. 13. P. 913-921.

507. Verret F., Gravot A., Auroy P., Leonhardt N., David P., Nussanme L. Overexpres-sion of AtHMA4 Enhances Root-to-shoot Translocation of Zinc and Cadmium and Plant Metal Tolerance // FEBS Letters. 2004. V. 576. P.306-312.

508. Vitoria А.P., Da Cunha M., Azevedo R.A. Ultrastructural Changes of Radish Leaf Exposed to Cadmium I I Environ. Exp. Bot. 2006. V. 58. P. 47-52.

509. Vodnik D., Jentschke G., Fritz E., Gogala N., Godbold D.L. Root-Applied Cyto-kinin Reduces Lead Uptake and Affects its Distribution in Norway Spruce Seedlings // Physiol. Plant. 1999. V. 106. P. 75-81.

510. Vogeli-Lange R., Wagner G. J. Subcellular Localization of Cadmium and Cadmium-Binding Peptides in Tobacco Leaves // Plant Physiol. 1990. V. 92. P. 1086-1093.

511. Vogeli-Lange R., Wagner G.J. Relationship between Cadmium, Glutathione and Cadmium-Binding Peptides (Phytochelatins) in Leaves of Intact Tobacco Seedlings // Plant Sci. 1996. V. 114. P. 11-18.

512. Waigel H.J. The Effect of Cd2' on Photosynthetic Reactions of Mesophyll Protoplasts // Physiol. Plant. 1985. V. 63. P. 192-200.

513. Walker C.D., Graham R.D., Madison J.T., Сагу E.E., Welch R.M. Effects of Ni Deficiency on Some Nitrogen Metabolites in Cowpeas (Vigna ungiiiculata L. Walp.) // Plant Physiol. 1985. V. 79. P. 474-479.

514. Wang W. Root Elongation Method for Toxicity Testing of Organic and Inorganic Pollutants //Environ. Toxicol. Chem. 1987. V. 6. P. 409-414.

515. Weigel H.J., Jager H.J. Subcellular Distribution and Chemical Form of Cadmium in Bean Plants // Plant Physiol. 1980. V. 65. P. 480-482.

516. Weigel D., Jurgens G. Stem Cells that Make Stems // Nature. 2002. V. 145. P. 751754.

517. Weinstein L.H., Kaur-Sawhney R., Rajam M.V., Wettlaufer S.H., Carlston A.W. Cadmium-Induced Accumulation of Putrescine in Oat and Bean Leaves // Plant Physiol. 1986. V. 82. P. 641-645.

518. Welch R.M. The Biological Significance of Nickel // J. Plant Nutr. 1981. V. 3. P. 345-356.

519. White P.J. Calcium Channels in the Plasma Membrane of Root Cells // Ann. Bot. 1998. V. 81. P. 173-183.

520. White P.J. Calcium Channels in Higher Plants // Biochim. Biophys. Acta. 2000. V. 1465. P. 171-189.

521. White P. J., BroadleyM.R. Calcium in Plants // Ann. Bot. 2003. V. 92. P. 487-511.

522. Wierzbicka M. Ultrastructural Location of Lead in the Cell Walls of Allium сера L. Roots // Postepy Biologii Komorki. 1984. T. 3-4. P. 509-512.

523. Wierzbicka M. Lead Translation and Localization in Allium сера Roots // Can. J. Bot. 1987a. V. 65. P. 1851-1860.

524. Wierzbicka M. Lead Accumulation and Its Translocation Barriers in Roots of Allium сера L. Autoradiographic and Ultrastructural Studies // Plant Cell Environ. 19876. V. 10. P. 17-26.

525. Wierzbicka M. Disturbances in Cytokinesis Caused by Inorganic Lead // Environ. Exp. Bot. 1989. V. 29. P. 123-133.

526. Wierzbicka M., Antosiewicz D. How Lead Can Easily Enter the Food Chain A Study of Plant Roots // Sci.Total Environ. Suppl. 1993. P. 423-429.

527. Wierzbicka M. Resumption of Mitotic Activity in Allium сера Root Tips During Treatment with Lead Salts // Environ. Exp. Bot. 1994. V. 34. P. 173-180.

528. Wierzbicka M. How Lead Loses Its Toxicity to Plants // Acta Soc. Bot. Pol. 1995. V. 64. P. 81-90.

529. Wierzbicka M., Obidzinska J. The Effect of Lead on Seed Imbitions and Germination in Different Plant Species // Plant Sci. 1998. V. 137. P. 155-171.

530. Wierzbicka M., PanufnikD. The Adaptation of Silene vulgaris to Growth on a Calamine Waste Heap (S. Poland) // Environ. Pollut. 1998. V. 101. P. 415-426.

531. Wierzbicka M. The Effect of Lead on the Cell Cycle in the Root Meristem of Allium сера L. // Protoplasma. 1999a. V. 207. P. 186-194.

532. Wierzbicka M. Comparison of Lead Tolerance in Allium сера with Other Plant Species // Environ. Pollut. 19996. V.104. P. 41-52.

533. Willkins D.A. The Measurment of Tolerance to Edaphic Factors by Means of Root Growth//New Phytol. 1978. V. 80. P. 623-633.

534. Wojcik M., Tukendorf A. Cd-tolerance of Maize, Rye and Wheat Seedlings // Acta Physiol. Plant. 1999. V. 21. P. 99-107.

535. Wojcik M., Vandronsveld J., D'Haen J., Tukendorf A. Cadmium Tolerance in Thlaspi caerulescens. II. Localization of Cadmium in Thlaspi caerulescens II Environ. Exp. Bot. 2005. V. 53. P. 163-171.

536. Wong M.H., Brads haw A. D. A Comparison of the Toxicity of Heavy Metals, Using Root Elongation of Rye Grass, Lolium perrene //New Phytol. 1982. V. 91. P. 255261.

537. Wong J.S., Lam H.M., Dhillion E., Tarn N.F.Y., Leung W.H. Physiological Effect and Uptake of Cadmium in Pisum sativum II Environ. Int. 1988. V. 14. P. 535-543.

538. WoznyA., Zatorska В., Mlodzianowski F. Influence of Lead on the Development of Lupin Seedlings and Ultrastructural Localization of this Metal in the Roots // Acta Soc. Bot. Pol. 1982. V. 51. P. 345-351.

539. Wozny A., Jerczynska E. The Effect of Lead on Early Stage of Phaseolus vulgaris L. Growth in vitro Conditions // Biol. Plant. 1991. V. 33. P. 32-39.

540. WoznyA., Schneider J., Gwozdz E.A. The Effects of Lead and Kinetin on Greening Barley Leaves //Biol. Plant. 1995. V. 37. P. 541-552.

541. Wu L., Antonovics J. Experimental Ecological Genetics in Plantago. II. Lead Tolerance in Plantago lanceolata and Cynodon dactylon from a Roadside // Ecology. 1976. V. 57. P. 205-208.

542. Xiang C., Oliver D.J. Glutathione Metabolic Genes Coordinately Respond to Heavy Metals and Jasmonic Acid in Arabidopsis И Plant Cell. 1998. V. 10. P. 1539-1550.

543. YangX., Baligar V.C., Martens D.C., Clark KB. Influx, Transport and Accumulation of Cadmium in Plant Species Grown at Different Cd2t Activities // J. Environ. Sci. Health. 1995. V. 30. P. 569-583.

544. Yang X., Baligar V.C., Martens D.C., Clark R.B. Cadmium Effects on Influx and Transport of Mineral Nutrients in Plant Species // J. Plant Nutr. 1996. V. 19. P. 643656.

545. Yang X.E., Baligar V.C., Foster J.C., Martens D.C. Accumulation and Transport of Nickel in Relation to Organic Acids in Ryegrass and Maize Grown with Different Nickel Levels // Plant Soil. 1997. V. 196. P. 271-276.

546. YangX., Feng Y., He Z, Stoffella P.J. Molecular Mechanisms of Heavy Metal Hyperaccumulation and Phytoremediation // J. Trace Elem. Medic. Biol. 2005. V. 18. P. 339-353.

547. Zeier J., Schreiber L. Chemical Composition of Hypodermal and Endodermal Cell Walls and Xylem Vessels Isolated from Clivia miniata И Plant Physiol. 1997. V. 113. P. 1223-1231.

548. Zeier J., Goll A., Yokoyama M., Karahara I., Schreiber L. Structure and Chemical Composition of Endodermal and Rhizodermal / Hypodermal Walls of Several Species // Plant Cell Environ. 1999a. V. 22. P. 271-279.

549. Zeier J., RuelK., Ryser I J., Schreiber L. Chemical Analysis and Immunolocalisation of Lignin and Suberin in Endodermal and Hypodermal / Rhizodermal Cell Walls of Developing Maize {Zea mays L.) Primary Roots // Planta. 19996. V. 209. P. 1-12.

550. Zelko I., Lux A., Czibula K. Difference in the Root Structure of Hyperaccumulator Thlaspi caerulescens and non-hyperaccumulator Thlaspi arvense // Int. J. Environ. Pollut. 2008. V. 33. P. 123-132.

551. Zeller S., Feller U. Redistribution of Cobalt and Nickel in Detached Wheat Shoots: Effects of Steam-Girdling and of Cobalt and Nickel Supply // Biol. Plant. 1998. V. 41. P. 427^134.

552. Zeller S., Feller U. Long-Distance Transport of Alkali Metals in Maturing Wheat // Biol. Plant. 2000. V.43. P.523-528.

553. Zenk M.H. Heavy Metal Detoxification in Higher Plants a Review // Gene. 1996. V. 179. P. 21-30.

554. Zhang Y., YangX. The Toxic Effects of Cadmium on Cell Division and Chromosomal Morphology oiHordeum vulgare II Mutat. Res. 1994. V. 312. P. 121-126.

555. Zhang Z., Gao X., Baosheng Q. Detection of Phytochelatins in the Hyperaccumula-tor Sedum alfredii Exposed to Cadmium and Lead // Phytochemistry. 2008. V. 69. P. 911-918.

556. Zhao F.-J., Hamon R.E., Lombi E., McLauglin M.J., McGrath S.P. Characteristics of Cadmium Uptake in Two Contrasting Ecotypes of the Hyperaccumulator Thlaspi caerulescens II J. Exp. Bot. 2002. V. 53. P. 535-543.

557. Zheljazkov V.D., Nielsen N.E. Effect of Heavy Metals on Peppermint and Commint //Plant Soil. 1996. V. 178. P. 12-20.

558. Zhu L.Y., Pilon-Smits E.A.H., Jouanin L., Terry N. Overexpression of Glutathione Synthetase in Indian Mustard Enhances Cadmium Accumulation and Tolerance // Plant Physiol. 1999a. V. 119. P. 73-80.

559. Zhu L.Y., Pilon-Smits E.A.H., Tarun A.S., Weber S.U., Jouanin L., Terry N. Cadmium Tolerance and Accumulation in Indian Mustard Is Enhanced by Overexpressing y-Glutamylcysteine Synthetase // Plant Physiol. 19996. V. 121. P. 1169-1177.

560. Zonia L.E., Stebbins N.E., Polacco J.C. Essential Role of Urease in Germination of Nitrogen-Limited Arabidopsis thaliana Seeds // Plant Phisiol. 1995. V. 107. P. 10971103.

561. Список основных работ, опубликованных по темедиссертации

562. Серегин И.В., Иванов В.Б. Гистохимические методы изучения распределения кадмия и свинца в растениях // Физиология растений. 1997. Т. 44. С. 915-921.

563. Серегин И.В., Иванов В.Б. Является ли барьерная функция эндодермы единственной причиной устойчивости ветвления корней к солям тяжелых металлов // Физиология растений 1997. Т.44. С. 922-925.

564. Серегин И.В., Иванов В.Б. Барьерная роль эндодермы при поступлении Cd и РЬ в корень // Труды Международной конференции по анатомии и морфологии растений. Санкт-Петербург. 1997. С. 40-41.

565. Серегин И.В. Функционально-анатомическое изучение токсического действиякадмия и свинца на корень проростков кукурузы. Дисс. канд. биол. наук. Москва, МПГУ. 1999. 190 с.

566. Серегин И.В. Функционально-анатомическое изучение токсического действия кадмия и свинца на корень // Труды IV съезда физиологов растений России. Москва. 1999. С. 459.

567. Ю.Серегин И.В., Иванов В.Б. Физиологические аспекты токсического действия кадмия и свинца на высшие растения // Физиология растений. 2001. Т. 48. С. 606-630.

568. Серегин И.В. Фитохелатины и их роль в детоксикации кадмия у высших растений // Успехи биологической химии. Т. 41. 2001. С. 283-300.

569. Ivanov V.B., Bystrova E.I., Seregin I.V. Selectivity and specificity of heavy metal toxic effects on root growth // Abstr. Int. Symp. Plants under Environmental Stress. Moscow 2001. P. 104. ,

570. Seregin I.V., Ivanov V.B. Cadmium and lead distribution and their toxic effects on maize roots // Abstr. Int. Symp. Plants under Environmental Stress. Moscow 2001. P. 255.v

571. Пехов B.M., Серегин И.В. Распределение и токсическое действие никеля на рост проростков кукурузы // Труды международной конференции «Биологические ресурсы и устойчивое развитие». Пущино. 2001. С. 178.

572. Серегин И.В., Пехов В.М., Иванов В.Б. Использование плазмолиза для выяснения локализации свинца в корневых клетках // Физиология растений. 2002. Т. 49. С. 317-319.

573. Серегин И.В., Кожевникова А.Д., Казюмина Е.М., Иванов В.Б. Функционально-анатомическое изучение токсического действия никеля на корень // Труды II Международной конференции по анатомии и морфологии растений. Санкт-Петербург. 2002. С. 311.

574. Иванов В.Б., Быстрова Е.И., Серегин И.В. Сравнение влияния тяжелых металлов на рост корня в связи с проблемой специфичности и избирательности их действия // Физиология растений. 2003. Т. 50. С. 445-454.

575. Серегин И.В., Кожевникова А.Д., Казюмина Е.М., Иванов В.Б. Токсическое действие и распределение никеля в корнях кукурузы // Физиология растений.2003. Т. 50. С. 793-800.

576. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Гистохимические методы определения локализации и токсичности тяжелых металлов и стронция // Труды V съезда общества физиологов растений России. Пенза. 2003. С. 334.

577. Кожевникова А.Д., Серегин И.В. Токсическое действие и распределение никеля в корнях кукурузы // Труды V съезда общества физиологов растений России. Пенза. 2003. С. 288.

578. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Распределение и токсическое действие стронция на рост проростков кукурузы // Труды V съезда общества физиологов растений России. Пенза. 2003. С. 335.

579. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Транспорт, распределение и токсическое действие стронция на рост проростков кукурузы // Физиология растений.2004. Т. 51. С. 241-248.

580. Серегин И.В., Шпигун JI.K., Иванов В.Б. Распределение и токсическое действие кадмия и свинца па корни кукурузы // Физиология растений. 2004. Т. 51. С. 582-591.

581. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Токсическое действие и распределение тяжелых металлов и стронция в проростках кукурузы // Труды VIII конференции ботаников в Санкт-Петербурге. Санкт-Петербург. 2004. С. 135-136.

582. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Распределение кадмия, свинца, никеля и стронция в набухающих зерновках кукурузы // Физиология растений. 2005. Т. 52. С. 635-640.

583. Серегин И.В. Поступление в корни, распределение и токсическое действие тяжелых металлов // Труды IV Международной научной конференции. Минск. 2005. С. 211.

584. Кожевникова А.Д., Серегин И.В. Изучение распределения тяжелых металлов и стронция в растениях с помощью гистохимических методов // Труды IV Международной научной конференции. Минск. 2005. С. 102. 1

585. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Физиологическая роль никеля и его токсическое действие на высшие растения // Физиология растений. 2006. Т. 53. С. 285-308.

586. Кожевникова А.Д., Серегин И.В. Влияние тяжелых металлов на деление клеток корневого чехлика и структурную организацию меристемы // Материалы 1 (IX) Международной конференции ботаников в Санкт-Петербурге. Санкт-Петербург. 2006. С. 158.

587. Кожевникова А.Д., Серегин И.В., Быстрова Е.И., Месенко М.М., Иванов В.Б. Покоящийся центр корня ниша или стволовые клетки? // Труды конференции «Физиология растений — фундаментальная основа современной фитобиотехпологии». Ростов-на-Дону. 2006. С. 107.

588. Серегин И.В. Устойчивость растений к тяжелым металлам // Труды конференции «Физиология растений фундаментальная основа современной фи-тобиотехнологии». Ростов-на-Дону. 2006. С. 30-31.

589. Кожевникова А.Д., Серегин И.В., Быстрова Е.И., Иванов В.Б. Влияние тяжелых металлов и стронция на деление клеток корневого чехлика и структурную организацию меристемы // Физиология растений. 2007. Т. 54. С. 290299.

590. Серегин И.В., Кожевникова А.Д., Давыдова М.А., Быстрова Е.И., Schat Н., Иванов В.Б. Роль тканей корня и побега растений исключателей и гипераккумуляторов в транспорте и накоплении никеля // Доклады Академии наук.2007. Т. 415. N. 3. С. 422^124.

591. Серегин И.В., R. Vooijs, Кожевникова А.Д., Иванов В.Б., Schat PI. Влияние кадмия и свинца на накопление фитохелатинов в побегах и различных участках корня кукурузы // Доклады Академии наук. 2007. Т. 415. N. 4. С. 571573.

592. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Роль тканей корня и побега в транспорте и накоплении кадмия, свинца, никеля и стронция // Физиология растений.2008. Т. 55. С. 3-26.

593. Seregin I.V., Kozhevnikova A.D. Transport and Distribution of Nickel in Higher Plants // Nickel in Relation to Plants / Ed: Barket Ali, S. Hayat, A. Ahmad. 2008. Narosa Publising House Pvt. Ltd. 200 p. ,

594. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Усиление накопления и ростингибирующе-го действия никеля и свинца на проростки амаранта в присутствии кальция // Физиология растений. 2009. Т. 56. С. 92-96.

595. Кожевникова А.Д., Серегин И.В., Быстрова Е.И., Беляева А.И., Катаева М.Н., Иванов В.Б. Влияние нитратов свинца, никеля и стронция на деление и растяжение клеток корня кукурузы // Физиология растений. 2009. Т. 56. С. 268277.

596. РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Ордена Трудового Красного Знамени Учреждение Российской академии наук Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН05*00951057 to прожившей1. СЕРЕГИН Илья Владимирович

597. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В РАСТЕНИЯХ И ИХ ДЕЙСТВИЕ НА РОСТ

Информация о работе

Серегин, Илья Владимирович
доктора биологических наук
Москва, 2009
ВАК 03.00.12

Диссертация

Распределение тяжелых металлов в растениях и их действие на рост - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы