εισέρχεται στο φυτό ως ενυδατωµένο κατιόν

Transcript

1 Κατιόν µαγνησίουmg 2+ εισέρχεται στο φυτό ως ενυδατωµένο κατιόν Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 1

2 Επίπεδο Μg για κανονική αύξηση 0,15 0,35% ή µmol Mg gξμ -1 ΤοMgκινείταιστοΞΑΣκαιστοΗΑΣ HΑΣ100 ppmή4,1 mmµαγνησίου ΞΑΣ30 ppmή1,2 mmµαγνησίου Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 2

3 Το µαγνήσιο συµµετέχει στο µόριο της χλωροφύλλης Αντιστοιχείσε6% έως25% του συνολικού µαγνησίου του φύλλου Από25% καιπάνω περιορίζεται η αύξηση εµφανίζονται ορατά συµπτώµατα έλλειψης µαγνησίου Υπό έλλειψη µαγνησίου(-μg) το µαγνήσιο της χλωροφύλλης είναιτο35% του συνολικού µαγνησίου του φύλλου Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 3

4 -Μg καιχαµηλόφως το µαγνήσιο της χλωροφύλλης φθάνει το 50% Φαιοφυτίνη χλωροφύλλη χωρίς µαγνήσιο Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 4

5 Συµπλοκάση µαγνησίου το ένζυµο που βάζει το µαγνήσιο στον πορφυρινικό δακτύλιο της χλωροφύλλης κατά την παραγωγή της Η ενεργοποίηση του ενζύµου απαιτείatpκαιmg Αποσυµπλοκάση µαγνησίου το ένζυµο που βγάζει το µαγνήσιο από τον πορφυρινικό δακτύλιο της χλωροφύλλης κατά την αποδόµησή της Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 5

6 Υπό έλλειψη µαγνησίου κινητοποίηση µαγνησίου από τα ώριµα στα νεαρά φύλλα εµφάνιση ορατών συµπτωµάτων έλλειψης µαγνησίου στα ώριµα φύλλα κύριο ορατό σύµπτωµα η χλώρωση των φύλλων φύλλο πολύ φωτοευαίσθητο µετην έντασητουφωτός αυξάνουν τα συµπτώµατα χλώρωσης και νέκρωσης Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 6

7 Το µαγνήσιο προσαρτάται σε οργανικές δοµές αλληλεπιδρά µε ισχυρά πυρηνόφιλους υποκαταστάτες (π.χ. φωσφορικές οµάδες) και δηµιουργεί ιοντικό δεσµό γεφυρωτικό στοιχείο σχηµατίζει σύµπλοκα µε διάφορες σταθερότητες Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 7

8 Η συγκέντρωση του ελεύθερου µαγνησίου επηρεάζει ισχυρά την φωσφορυλίωση Το υπόστρωµα για τις ΑΤΡάσες και τις πυροφωσφατάσες είναι το σύµπλοκο Mg ΑΤΡ, όχι το ελεύθερο ΑΤΡ θέλειph> 6 Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 8

9 Μαγνήσιο προσαρτηµένο σε πηκτίνη: 5-10% Ως αλάτι στο χυµοτόπιο: 5-10% (στερεή φάση, φωσφορικό µαγνήσιο) Το υπόλοιπο εκχυλίζεται µε νερό είναι το µαγνήσιο των µεταβολικών διαµερισµάτων (µεταβολική δεξαµενή) Η στάθµη της µεταβολικής δεξαµενής µαγνησίου ρυθµίζεται αυστηρά στοεπίπεδοτων 2-10 mm Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 9

10 Χυµοτόπιο το κύριο αποθηκευτικό διαµέρισµα διατηρεί την οµοιόσταση µαγνησίου στη µεταβολική δεξαµενή Χυµοτοπιακό µαγνήσιο διατήρηση ισορροπίας ανιόντων - κατιόντων ρύθµιση της σπαργής του κυττάρου Περίσσεια µαγνησίου: αποθήκευση στο χυµοτόπιο Ενδοδερµικά κύτταρα: buffer οµοιόστασης µαγνησίου Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 10

11 Πολλά ένζυµα χρειάζονται µαγνήσιο για να λειτουργήσουν Στα ένζυµα το µαγνήσιο σχηµατίζει σύµπλοκα µε συγκεκριµένη γεωµετρία για να προσαρτηθεί το υπόστρωµα καιναγίνειηµετατροπήτου Καρβοξυλάση ΡΕΡ παρουσία µαγνησίου το ΡΕΡ προσαρτάται στο ένζυµο πιό ισχυρά και σε µεγαλύτερη ποσότητα Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 11

12 Πολλές ενζυµικές αντιδράσεις εξαρτώνται από το µαγνήσιο για να πραγµατοποιηθούν Γιαπαράδειγµα, αυτές που µεταφέρουν φωσφορική οµάδα (φωσφατάσες ή ΑΤΡάσες) ή καρβοξυλοµάδα (καρβοξυλάσες) Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 12

13 Το µαγνήσιο γεφυρώνει τις υποµονάδες των ριβοσωµάτων κατά τη συναρµολόγησή τους 25% των πρωτεϊνών του φύλλου βρίσκεται στον χλωροπλάστη 0,25 0,40 mm µαγνησίου στο κυτταρόπλασµα παρεµποδίζει την καθαρή έξοδο µαγνησίου από τον χλωροπλάστη για να διατηρηθεί η πρωτεϊνοσύνθεση Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 13

14 Υπό έλλειψη µαγνησίου δεν συναρµολογούνται οι υποµονάδες των ριβοσωµάτων µειώνεται δραστικά η πρωτεϊνοσύνθεση όχιάµεσα, αλλάµετάαπόλίγεςώρες αυξάνεται ο ρυθµός αποδόµησης των πρωτεϊνών του ώριµου φύλλου, ιδιαίτερα των πρωτεϊνών του θυλακοειδούς επηρεάζεται το µέγεθος, η δοµή και η λειτουργία του χλωροπλάστη και η µεταφορά ηλεκτρονίων στο φωτοσύστηµα ΙΙ µειώνονται οι πλαστιδιακές χρωστικές Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 14

15 Οι πολυµεράσες του RNA θέλουν µαγνήσιο γιατην παραγωγήτουrnaστον πυρήνα Ρόλος του µαγνησίου στηγεφύρωσητων 2 αλυσίδων τουdna µεταξύ τους στην ουδετεροποίηση των όξινων πρωτεϊνών του πυρηνικού πλάσµατος Υπό έλλειψη µαγνησίου η παραγωγή RNA σταµατάει αµέσως µε νέα τροφοδοσία µαγνησίου ξαναρχίζει γρήγορα Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 15

16 Η κατανοµή µαγνησίου µεταξύ κυτταροπλάσµατος και στρώµατος πρέπει να ρυθµίζεται αυστηρά 5 mm µαγνησίου στο κυτταρόπλασµα παρεµποδίζουν ισχυρά τη φωτοσύνθεση µειώνεται η εισροή καλίου και οξυνίζεται το stroma κατά τον φωτισµό Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 16

17 Το µαγνήσιο τροποποιεί τη δραστηριότητα της καρβοξυλάσης της ριβουλόζης-1,5ρ2 η δραστηριότητα εξαρτάται από µαγνήσιο, ph και φως που είναι και ο διακόπτης προσάρτηση µαγνησίου αυξάνει τηδέσµευσητουco 2 και το ρυθµό µετατροπής Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 17

18 ΣτοstromaτοµαγνήσιοµετατοπίζειτοpHστο8 ΣτοφωςαντλούνταιΗ + από το stroma στον ενδοθυλακοειδή χώρο και δηµιουργείται ph για φωτοφωσφορυλίωση ΗαπώλειαΗ + απότοstroma αντισταθµίζεταιµεµεταφοράη + καιmg 2+ από τον ενδοθυλακοειδή χώρο στο stroma και το κάνει αλκαλικό Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 18

19 ph στρώµατος από 7,6 στο σκοτάδι γίνεται8 στοφως Μαγνήσιο στρώµατος από2 mmστοσκοτάδι γίνεται4 mmστοφως Αυξάνονται οι δραστηριότητες των ενζύµων του στρώµατος Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 19

20 Φωσφατάση φρουκτόζης-1,6ρ2 θέλει µαγνήσιο και υψηλό ph ρυθµίζει την κατανοµή φωσφοροτριοζών (ΤΡ) για την παραγωγή αµύλου και σακχαρόζης Υπό έλλειψη µαγνησίου συσσωρεύεται άµυλο στους χλωροπλάστες επειδή περιορίζεται η έξοδος ΤΡ από τον χλωροπλάστη αύξηση της ξηρής µάζας του φύλλου Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 20

21 Υπό έλλειψη µαγνησίου επηρεάζεται η αποδόµηση του αµύλου η rubisco λειτουργεί ως οξυγονάση ενεργοποιείται το οξυγόνο καιπαράγονταιελεύθερεςρίζεςο 2 (σουπεροξειδικό ανιόν και υπεροξείδιο του υδρογόνου) αυξάνεται η συγκέντρωση αντιοξειδωτικών µορίων και η δραστηριότητα αποτοξινωτικών ενζύµων Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 21

22 Υπό έλλειψη µαγνησίου επηρεάζεται ο µεταβολισµός των σακχάρων επηρεάζεται η φόρτωση της σακχαρόζης στο ΗΑΣ γιατην οποίααπαιτείταικαιµεταφοράη + ΗΑΤΡάσηθέλει2 mmµαγνησίου για να λειτουργήσει οπότε υπό Mg δεν λειτουργεί ή υπολειτουργεί Επαναφορά λειτουργίας ΑΤΡάσης µε νέα τροφοδοσία µαγνησίου Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 22

23 Υπό έλλειψη µαγνησίου περιορισµένη παροχή της σακχαρόζης στα καταναλωτικά σηµεία ως αποτέλεσµα του περιορισµού της διακίνησής της περιορίζεται η αύξηση της ρίζας αυξάνει ο λόγος υπέργειου προς ρίζα Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 23

24 Επαγωγή έλλειψης µαγνησίου από τα ανταγωνιστικά κατιόντα πολύ συχνό φαινόµενο Η έλλειψη µαγνησίου επιδρά αρνητικά στις προσλήψεις µαγνησίουαπότηρίζα νερού άλλων θρεπτικών Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 24

25 Εξασθενούν οι µηχανισµοί αντοχής στην ξηρασία και οι µηχανισµοί προσαρµογής σε φτωχά περιβάλλοντα ως προς την τροφοδοσία του φυτού σε θρεπτικά Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 25

26 Υπό έλλειψη νερού υψηλή συγκέντρωση µαγνησίου στη µεταβολική δεξαµενή παρεµπόδιση της φωτοσύνθεσης Από3 mmαυξάνεισε8-13 mmµαγνησίου (max 24 mm) 1,5% µαγνησίου στο φύλλο είναι οριακό Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 26

27 Η συνθετάση της γλουταµίνης θέλει µαγνήσιο υπό έλλειψη µαγνησίου µειώνεται το πρωτεϊνικό άζωτο του φύλλου και αυξάνεται το µη-πρωτεϊνικό άζωτο Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 27