Халотолеранција
Халотолеранција је прилагођавање живих организама условима високог салинитета.[1] Халотолерантне врсте обично живе у подручјима као што су хиперслана језера, обалске дине, слане пустиње, слане мочваре и унутрашња слана мора и извори. Халофили су организми који живе у веома сланим срединама и захтевају салинитет да би преживели, док халотолерантни организми (који припадају различитим доменима живота) могу да расту у физиолошким условима, али не захтевају повишене концентрације соли за раст. Халофити су више биљке отпорне на со. Халотолерантни микроорганизми су од значајног биотехнолошког интереса.[2]
Апликације
[уреди | уреди извор]Области научног истраживања релевантне за халотолеранцију укључују биохемију, молекуларну биологију, ћелијску биологију, физиологију, екологију и генетику.
Разумевање халотолеранције може бити применљиво на области као што су пољопривреда у сушним зонама, ксерискејпинг, аквакултура (рибе или алге), биопроизводња пожељних једињења (као што су фикобилипротеини или каротеноиди) коришћењем морске воде за подршку раста, или ремедијација земљишта погођеног сољу. Поред тога, многи стресори животне средине укључују или изазивају осмотске промене, тако да знање стечено о халотолеранцији такође може бити релевантно за разумевање толеранције на екстреме влаге или температуре.
Циљеви проучавања халотолеранције укључују повећање пољопривредне продуктивности земљишта захваћеног заслањивањем или где је доступна само слана вода. Конвенционалне пољопривредне врсте могу се учинити више халотолерантним трансфером гена са природно халотолерантних врста (конвенционалним узгојем или генетским инжењерингом) или применом третмана развијених из разумевања механизама халотолеранције. Поред тога, природно халотолерантне биљке или микроорганизми могу се развити у корисне пољопривредне културе или ферментационе организме.
Ћелијске функције у халофитима
[уреди | уреди извор]Толеранција услова са високим садржајем соли може се постићи на неколико начина. Висок ниво соли који улази у биљку може изазвати јонски дисбаланс који узрокује компликације у дисању и фотосинтези, што доводи до смањене стопе раста, повреда и смрти у тешким случајевима. Да би се сматрао толерантним на физиолошке услове, протопласт мора показати методе балансирања токсичних и осмотских ефеката повећане концентрације соли. Халофитне васкуларне биљке могу да преживе на земљиштима са концентрацијом соли око 6%, или до 20% у екстремним случајевима. Толеранција оваквих стања постиже се употребом стресних протеина и компатибилних осмотских раствора цитоплазме.[3]
Да би постојали у таквим условима, халофити имају тенденцију да буду подложни уносу високог нивоа соли у своје ћелије, а то је често потребно да би се одржао осмотски потенцијал нижи од оног у земљишту како би се обезбедило упијање воде. Високе концентрације соли у ћелији могу бити штетне за осетљиве органеле као што је хлоропласт, те се види секвестрација соли. Под овом дејством, со се складишти у вакуоли како би се заштитила тако деликатна подручја. Ако се у вакуоли виде високе концентрације соли, између вакуоле и цитоплазме ће се успоставити висок градијент концентрације, што ће довести до високог нивоа улагања енергије за одржавање овог стања. Због тога се може видети акумулација компатибилних цитоплазматских осмотских раствора како би се спречила ова ситуација. Аминокиселине као што је пролин се акумулирају у халофитним Брассица врстама. Показало се да кватернарне амонијумове базе као што је глицин бетаин и шећери делују у овој улози унутар халофитних чланова Цхеноподиацеае, као и да чланови Астерацеае показују накупљање циклита и растворљивих шећера. Нагомилавање ових једињења омогућава балансирање осмотског ефекта док спречава успостављање токсичних концентрација соли или захтева одржавање високих градијената концентрације.
Бактеријска халотолеранција
[уреди | уреди извор]Степен халотолеранције увелико варира међу различитим врстама бактерија.[4] Одређени број цијанобактерија је халотолерантан. Пример локације за појаву таквих цијанобактерија је у Макгадикгади Панс, велико хиперслано језеро у Боцвани.[5]
Халотолеранција на гљивице
[уреди | уреди извор]Гљиве са станишта са високом концентрацијом соли су углавном халотолерантне (и.е. не захтевају со за раст) и нису халофилне. Халофилне гљиве су редак изузетак.[6] Халотолерантне гљиве чине релативно велик и константан део заједница хиперслане средине, као што су оне у соларним соланама.[7] Добро проучени примери укључују квасац Дебарyомyцес хансении и црни квасац Ауреобасидиум пуллуланс и Хортаеа wернецкии.[8] Потоњи могу расти у медијима без соли, као и у скоро засићеним растворима НаЦл. Да би нагласили ову необично широку прилагодљивост, неки аутори описују Х. wернецкии као „екстремно халотолерантну“.[9]
Референце
[уреди | уреди извор]- ^ Wалтер Ларцхер (2001) Пхyсиологицал Плант Ецологy ISBN 3-540-43516-6
- ^ Margesin, R.; Schinner, F. (2001). „Potential of halotolerant and halophilic microorganisms for biotechnology”. Extremophiles: Life Under Extreme Conditions. 5 (2): 73—83. PMID 11354458. S2CID 22371046. doi:10.1007/s007920100184.
- ^ Gupta, Bhaskar; Huang, Bingru (3. 4. 2014). „Mechanism of Salinity Tolerance in Plants: Physiological, Biochemical, and Molecular Characterization”. International Journal of Genomics. 2014: 701596. PMC 3996477
. PMID 24804192. doi:10.1155/2014/701596 .
- ^ Dieter Häussinger and Helmut Sies (2007) Osmosensing and Osmosignaling, Academic Press, 579 pages ISBN 0-12-373921-7
- ^ C. Мицхаел Хоган (2008) Макгадикгади, Тхе Мегалитхиц Портал, ед. А. Бурнхам
- ^ Гостинчар, C.; Грубе, M.; Де Хоог, С.; Залар, П.; Гунде-Цимерман, Н. (2010). „Еxтремотолеранце ин фунги: Еволутион он тхе едге”. ФЕМС Мицробиологy Ецологy. 71 (1): 2—11. ПМИД 19878320. дои:10.1111/ј.1574-6941.2009.00794.x .
- ^ Зајц, Ј.; Залар, П.; Племениташ, А.; Гунде-Цимерман, Н. (2012). „Тхе Мyцобиота оф тхе Салтернс”. Биологy оф Марине Фунги. Прогресс ин Молецулар анд Субцеллулар Биологy. 53. стр. 133—158. ИСБН 978-3-642-23341-8. ПМИД 22222830. дои:10.1007/978-3-642-23342-5_7.
- ^ Гунде-Цимерман, Н.; Рамос, Ј.; Племениташ, А. (2009). „Халотолерант анд халопхилиц фунги”. Мyцологицал Ресеарцх. 113 (11): 1231—1241. ПМИД 19747974. дои:10.1016/ј.мyцрес.2009.09.002.
- ^ Гостинчар, C.; Ленасси, M.; Гунде-Цимерман, Н.; Племениташ, А. (2011). Фунгал Адаптатион то Еxтремелy Хигх Салт Цонцентратионс. Адванцес ин Апплиед Мицробиологy. 77. стр. 71—96. ИСБН 9780123870445. ПМИД 22050822. дои:10.1016/Б978-0-12-387044-5.00003-0.
