Dusík. - nejdůležitější minerální živina (2-5% SH)

Podobné dokumenty
5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku. 5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku

Síra. Deficience síry: řepka. - 0,2-0,5% SH, nedostatek při poklesu obsahu síranů pod 0,01% SH

- Cesta GS GOGAT - Cesta GDH

Půda - 4 složky: minerálníčástice organickéčástice voda vzduch

Minerální výživa na extrémních půdách. Půdy silně kyselé, alkalické, zasolené a s vysokou koncentrací těžkých kovů

Hořčík. Příjem, metabolismus, funkce, projevy nedostatku

Hořčík. Příjem, metabolismus, funkce, projevy nedostatku

Respirace. (buněčné dýchání) O 2. Fotosyntéza Dýchání. Energie záření teplo BIOMASA CO 2 (-COO - ) = -COOH -CHO -CH 2 OH -CH 3

10. Minerální výživa rostlin na extrémních půdách

Odběr rostlinami. Amonný N (NH 4 )

Fosfor: Projevy deficience P: - 0,2-0,5 % SH rostlin. - často limitující minerální živina (v substrátu většinou v koncentracích kolem 1

Význam dusíku pro pšenici

Látky jako uhlík, dusík, kyslík a. z vnějšku a opět z něj vystupuje.

3 a) Fyzikální principy. 5 Chemický potenciál (µ s ) (volná energie na jeden mol: J/mol) * = chemický potenciál roztoku s za standartních podmínek

N N N* Cyklus a transformace N. Dvě formy: N 2 a N* Mikrobiální ekologie vody. Cyklus uhlíku a dusíku - rozdíly

CHEMICKÉ ZNAKY ŽIVÝCH SOUSTAV

Fyziologie rostlin. 8. Minerální výživa rostlin část 3. Ca, Mg a mikroelementy. Alena Dostálová, Ph.D.

3) Membránový transport

Mikroelementy Chlór Bór Železo Mangan Zinek Měď Molybden Nikl

Cykly živin v terestrických

Vápník. Deficience vápníku: - 0,4-1,5% DW. - cytoplasmatická koncentrace vápníku velmi nízká (0,1-0,2µM)

značné množství druhů a odrůd zeleniny ovocné dřeviny okrasné dřeviny květiny travní porosty.

6. Mikroelementy a benefiční prvky. 7. Toxické prvky Al a těžké kovy, mechanismy účinku, obranné mechanismy rostlin

7) Dormance a klíčení semen

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

Obsah 5. Obsah. Úvod... 9

Zkušební okruhy k přijímací zkoušce do magisterského studijního oboru:

Enzymologie. Věda ležící na pomezí fyz. ch. a bioch. Zabývá se problematikou biokatalyzátorů.

FOTOSYNTÉZA. Princip, jednotlivé fáze

umožňují enzymatické systémy živé protoplazmy, nezbytný je kyslík,

Bunka a bunecné interakce v patogeneze tkánového poškození

Mendělejevova tabulka prvků

Půdní úrodnost, výživa a hnojení

Úvod do biologie rostlin Buňka ROSTLINNÁ BUŇKA

19.b - Metabolismus nukleových kyselin a proteosyntéza

Úvod do biologie rostlin Výživa VÝŽIVA ROSTLIN. rostliny

SYSTÉMY BIOLOGICKÉHO ODSTRAŇOVÁNÍ NUTRIENTŮ

kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita

kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita

Obecný metabolismus.

FYTOREMEDIACE LÉČIV A JEJICH REZIDUÍ

1- Úvod do fotosyntézy

a) pevná fáze půdy jíl, humusové částice vážou na svém povrchu živiny v podobě iontů

Katabolismus - jak budeme postupovat

Odběr rostlinami. Amonný N (NH 4 )

RNDr. David Novotný Ph.D Biologické přípravky na bázi bakterií

Intermediární metabolismus. Vladimíra Kvasnicová

Regulace růstu a vývoje

Speciální osevní postupy Střídání s běžnými plodinami. Variabilita plodin Volba stanoviště Obtížná volba systému hnojení

Agroekologie. Globální a lokální cykly látek. Fotosyntéza Živiny Rhizosféra Mykorhiza

AUTOTROFNÍ A HETEROTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN, VODNÍ REŽIM ROSTLIN, RŮST A POHYB ROSTLIN

05 Biogeochemické cykly

Sacharidy a polysacharidy (struktura a metabolismus)

Stav lesních půd drama s otevřeným koncem

Eva Benešová. Dýchací řetězec

Správná zemědělská praxe a zdravotní nezávadnost a kvalita potravin. Daniela Pavlíková Česká zemědělská univerzita v Praze

pátek, 24. července 15 BUŇKA

Bílkoviny a rostlinná buňka

Abiotické faktory působící na vegetaci

Diagnostika dřevin pomocí analýzy šťávy listů

N 2 + 8[H] + 16 ATP 2NH 3 + H ADP + 16P i

TRANSPORT PŘES MEMBRÁNY, MEMBRÁNOVÝ POTENCIÁL, OSMÓZA

Radiobiologický účinek záření. Helena Uhrová

DUM VY_52_INOVACE_12CH33

METABOLISMUS SACHARIDŮ

jungle kompletní výživa rostlin Nahlédnutí pod pokličku indabox pro všechny typy pěstebních systémů /mírně odborné pojednání MEDICAL QUALITY GROWIN

Biologické odstraňování nutrientů

MINERÁLNÍ VÝŽIVA ROSTLIN. Minerální živiny Koloběh živin Mechanizmy transportu minerálních živin v rostlině Funkce jednotlivých živin

Stomatální vodivost a transpirace

Transport živin do rostliny. Radiální a xylémový transport. Mimokořenová výživa rostlin.


STANOVENÍ OBSAHŮ PŘÍSTUPNÝCH MIKROELEMENTŮ V PŮDÁCH BMP. Šárka Poláková

Fyziologie rostlin - maturitní otázka z biologie (3)

Abiotický stres - sucho

Máte rádi kuřata??? Jiří Hanika. Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i., Praha

Biochemie dusíkatých látek při výrobě vína

Biologické odstraňování nutrientů

Tématické okruhy pro státní záv rečné zkoušky

DOKONČENÍ PŘÍJEM ŽIVIN


FOTOSYNTÉZA. soubor chemických reakcí,, probíhaj v rostlinách a sinicích. z CO2 a vody jediný zdroj kyslíku ku pro život na Zemi

Představení nové technologie

Složky potravy a vitamíny

Dýchací řetězec (Respirace)

BUŇKA ZÁKLADNÍ JEDNOTKA ORGANISMŮ

Intermediární metabolismus CYKLUS SYTOST-HLAD. Vladimíra Kvasnicová

Oligobiogenní prvky bývají běžnou součástí organismů, ale v těle jich již podstatně méně (do 1%) než prvků makrobiogenních.

Chemie životního prostředí III Pedosféra (04) Půdotvorné procesy - huminifikace

Biologie I. Buňka II. Campbell, Reece: Biology 6 th edition Pearson Education, Inc, publishing as Benjamin Cummings

MIKROORGANISMY EDÍ. Ústav inženýrstv. enýrství ochrany ŽP FT UTB ve Zlíně

Regulace metabolických drah na úrovni buňky

VYUŢITÍ GENETICKY MODIFIKOVANÝCH ROSTLIN PRO REMEDIACI KONTAMINOVANÝCH ZEMIN

Střední škola gastronomie, hotelnictví a lesnictví Bzenec, náměstí Svobody 318. Profilová část maturitní zkoušky

Biologie 30 Metabolismus, fotosyntéza, dýchání, glykolýza, kvašení

ení k tvorbě energeticky bohatých organických sloučenin

TECHNIKA PRO ZPRACOVÁNÍ ODPADŮ (13)

AMPK AMP) Tomáš Kuc era. Ústav lékar ské chemie a klinické biochemie 2. lékar ská fakulta, Univerzita Karlova v Praze

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin D a Y a vzorce adenosinu a thyminu

Ukázky z pracovních listů z biochemie pro SŠ A ÚVOD

Transkript:

Dusík - nejdůležitější minerální živina (2-5% SH) - dostupnost dusíku ovlivňuje: - produkci biomasy a její distribuci - ontogenetický vývoj - hormonální rovnováhu (cytokininy, ABA) - rychlost fotosyntézy a rovnováhu metabolismu C a N - transport látek v rostlině - obsah prvků a metabolitů v rostlině Texty výživy rostlin MZU v Brně http://www.af.mende lu.cz/external/relay/a grochem/multitexty_ 2/html/okopaniny/A_ index_okopaniny.ht m Marschner 1995

Zdroje dusíku v přírodě:

ANAMMOX - nedávno objevenáčást N cyklu Kuypers et al. 2003 Murakami 2006

Anammoxové bakterie (Planctomycetes) Kuenen 2008

DeLong 2002 van Niftrik et al. 2004

Zdroje N pro rostliny: NO 3 - NH 4 + organický dusík? aminokyseliny? močovina? http://www.szes.cz/mod/resource/view.php?id=168

Význam org. dusíku - aminokyseliny? - dostupnost + příjem + metabolismus Nasholm 2001 high-affinity low-affinity phloem loading Nasholm 2009? rostliny x mikroorganismy? aminokyseliny x anorganické formy N

Význam org. dusíku - močovina? Miller 2004 Liu 2003

Wang

Buchanan 2000

Příjem NO 3 - - symportem s 2 H + HATS (high-affinity transport system) (saturován při koncentraci kolem 0,2-0,5 mm, Km = 10 až 100 µm; Vm = 2-9 µmol/g FW h) CHATS (constitutive) IHATS (inducible) LATS (low-affinity transport system) Km = 170 až 25 000 µm; Vm = 8 až 700 µmol/g FW h) Buchanan 2000 Rychlost příjmu Lineárn rníčást křivkyk Vm Km Koncentrace iontu v roztoku

doposud izolovány geny pro dvě skupiny transportérů: (především Arabidopsis) NRT1;1-2 transportéry s duální afinitou (NRT1;1) a LATS (NRT1;2) Liu 2003 CHL1 = AtNTR1 (Arabidopsis thaliana resistentní ke chlorátu ClO 3- )

Regulace exprese NTR1;1 prostřednictvím auxinu: CHL1 : : GUS konstrukt u Arabidopsis kontrola 1 µm IAA 6h 1 µm IAA 12h 10 µm IAA 12h Guo et al. 2002 CHL1 : : GFP konstrukt wild-type mutanty s nadprodukcí IAA

NRT2;1-7 - transportéry HATS AtNTR2;1 + AtNTR2;2 ihats AtNRT2;4 AtNRT2;3 + AtNRT2;6 a AtNRT2;7 chats AtNRT2;5 - komponenta ihats NTR2;1 u Arabidopsis NTR2;1 : : GUS konstrukt u Arabidopsis Nazoa 2003

Regulace příjmu NO 3 - - aktuální stav rostliny, rychlost růstu, fáze ontogenetického vývoje - vnější podmínky (světlo, teplota, chemické a fyzikální podmínky rhizosféry) - okamžitá rychlost příjmu regulována negativní zpětnou vazbou (koncentrace produktů asimilace dusíku: nitrit, AK, aminy) - fytohormony (auxin, cytokininy prostřednictvím aktivity NR)

Příjem NH 4 + - příjem uniportem za současné acidifikace rhizosféry - HATS (Km = 10 až 70 µm) multifázní příjem existence více transportních systémů identifikovány některé transportéry: AtAMT1 (Arabidopsis) u rýže pak blíže popsána regulace: OsAMT1;1 OsAMT1;2 OsAMT1;3 LATS - iontové kanály pro K +? AKT1

Transport dusíku v rostlině: - amonný iont asimilován přednostně v kořenech - nitrát redukován v kořenech i v nadzemníčásti (v závislosti na dostupnosti nitrátu) nitrát Marschner 1995 amonný iont Peuke 2000

Peuke a Jeschke 1993

Peuke a Jeschke 1993

Nitrát versus amonný iont: - dostupnost v prostředí x preference rostliny NH 4 + tolerantní: rýže, ostřice borůvky, brusinky, vřes klimaxové jehličnany (smrk, tsuga) některé krytosemenné dřeviny mírného pásma (dub, buk, habr) eucalypty NH 4 + citlivé: rajče, brambor, fazol, ječmen pionýrské dřeviny (topol) - toxicita amonného iontu růst, distribuce biomasy příjem ostatních živin transport látek v rostlině Gerendas 1997

Zpracování dusíku v rostlině: Buchanan 2000

Redukce nitrátu: - probíhá v nadzemní i podzemníčásti (v závislosti na rostlinném druhu a aktuálních ekologických podmínkách) NO 3 - + 8H + + 8e - NH 3 + 2H 2 O + OH - (mocenství N se mění z +5 na 3) Buchanan 2000

Redukce nitrátu na nitrit: NO 3 - + NAD(P)H + H + NO 2 - + NAD(P) + + H 2 O - probíhá v cytoplasmě - reakce katalyzována nitrátreduktázou (NR) Nitrátreduktáza (NR, EC 1.6.6.1-3) - cytoplasmatický homodimer - monomer tvořen polypeptidem (100 kda) a 3 prosthetickými skupinami: - FAD - Fe-hem - molybdenový kofaktor (MoCo) Campbell 1999 Buchanan 2000

- zajišťuje transport elektoronů z NADH do vazebného místa pro nitrát ( down hill transport) Buchanan 2000

Regulace aktivity nitrátreduktázy: - aktivita NR regulována celou řadou faktorů na mnoha úrovních (klíčový enzym asimilace N, toxicita NO 2 - ) nutná koordinace mezi požadavkem rostliny, dostupností nitrátu a dostupností sacharidů - regulace: regulace transkripce a translace (dlouhodobá odpověď) posttranslační modifikace (okamžitá regulace aktivity, degradace) - přítomnost konstitutivní a indukovatelné formy NR 1. regulace transkripce a translace (hodiny, dny) Stimulace: nitrát sacharidy cytokininy světlo Inhibice: produkty asimilace dusíku (NO 2-, NH 4+, AK) nedostatek nitrátu tma

2. posttranslační modifikace (minuty) regulace aktivity NR v buňce již přítomné, regulace koncentrace NR v buňce Stimulace: světlo CO 2 anoxie Inhibice: tma CO 2 kyslík Buchanan 2000 Ser-543 Reversibilní inaktivace Degradace

Marschner 1995

Kaiser a Förster 1989

Redukce nitritu na amonný iont: NO 2 - + 6Fdx red + 8H + NH 4 + + 6Fdx ox + + 2H 2 O - probíhá v chloroplastech listů nebo proplastidech kořenů - reakce katalyzována nitritreduktázou (NiR) Nitritreduktáza (NR, EC 1.7.7.1) - monomerní polypeptid (60-63 kda) se sirohemovou prosthetickou skupinou a 4Fe-4S centrem Buchanan 2000

- tvořen 2 funkčními doménami Buchanan 2000