Я изучаю стратегии поглощения фосфора лиственными деревьями. Я много читаю о том, что растения поглощают питательные вещества в неорганической форме. В случае P согласно литературе это в основном (Шахтманн и др. (1998), Хинсингер (2001), Бьюкенен (2015)). Все идет нормально...
В лесных почвах, например, фосфор гораздо более сконцентрирован в форме фитиновых кислот (производных инозитолгексафосфата), которые являются органическими кислотами. Ни в одной статье, которую я читал ранее, не указывается, почему органический фосфор не поглощается напрямую, а только то, что он ферментативно расщепляется до того, как поглощается в виде неорганического фосфора. Лучшее, что я нашел до сих пор, это то, что
Хотя органический P ( ) присутствует в почвенном растворе в более высоких концентрациях, чем неорганический фосфат (Ron Vaz et al., 1993; Seeling and Jungk, 1996), прямое поглощение ( ) соединений растениями считается маловероятным. -- Хейс и др. 2000 г.
Моя проблема — или, скорее, ограниченное понимание — заключается в том, что я задаюсь вопросом, действительно ли растения способны поглощать питательные вещества непосредственно в виде органических форм. Я бы предпочел не рассматривать присутствие ферментов как доказательство того, что органический фосфор не может напрямую поглощаться растениями. Также фитат, по-видимому, используется в тканях растений для хранения P.
К сожалению, мое понимание биохимии ограничено, поэтому я почти уверен, что упускаю некоторые основные факты, которые могли бы прояснить ситуацию. Мое лучшее предположение на данный момент состоит в том, что органические источники фосфора просто слишком велики, чтобы пройти через клеточную стенку.
Итак, мой вопрос: существуют ли какие-то структурные или биохимические барьеры или препятствия, которые мешают корням растений поглощать органический фосфор напрямую, или по каким-то причинам лучше расщеплять фитаты «вне» клетки?
Я был бы очень рад, если бы вы могли указать мне в правильном направлении. заранее спасибо
Источники:
Бьюкенен, Боб Б.; Груиссем, Вильгельм; Джонс, Рассел Л. (Hg.) (2015): Биохимия и молекулярная биология растений. 2. изд. Чичестер, Роквилл, Мэриленд: Уайли Блэквелл; Американское общество биологов растений.
Хейс, Джули Э .; Симпсон, Ричард Дж.; Ричардсон, Алан Э. (2000): Рост и использование фосфора растениями в стерильных средах при наличии инозитолгексафосфата, глюкозо-1-фосфата или неорганического фосфата. В: Почва растений 220 (1/2), С. 165–174. DOI: 10.1023/A:1004782324030.
Хинсингер, Филипп (2001): Биодоступность почвенного неорганического фосфора в ризосфере под влиянием химических изменений, вызванных корнями: обзор. В: Растительная почва (237), С. 173–195.
Шахтман, Дэниел П.; Рид, Роберт Дж.; Эйлинг, С.М. (1998): Поглощение фосфора растениями: от почвы к клетке. В: Физиология растений (116), С. 447–453.
Я не биохимик растений, но хотел бы сделать несколько замечаний, которые могут быть или не быть актуальными или полезными.
Это не означает, что организмы не могут выработать транспортеры для более сложных молекул — таких примеров много, — но в данном случае такое развитие можно было бы ожидать только в том случае, если бы существовала такая нехватка и острая конкуренция за фосфат, что он бы передать эволюционное преимущество.
Такого рода вопросы всегда являются предметом догадок. Можно представить, что наступает переломный момент, когда трудности разработки новой системы перевешиваются преимуществами, которые она может принести. Этого явно не было, но какой из этих факторов важнее, сказать трудно (во всяком случае, для меня).
Дэйвид