Relationship between the osmotic potential of cell sap and the water saturation deficit during the wilting of leaf tissue

Abstract

Byly zjišťovány změny osmotického potenciálu (osmotického tlaku) buněčné šťávy (vylisované z listových pletiv usmrcených při 100°C) při pasivní vodní bilanci (vadnutí) částí čepele v závislosti na zvětšujícím se vodním deficitu (na ztrátě vody). Teoreticky by totiž bylo možno předpokládat, že voda vydaná při pasivní vodní bilanci pochází rovnoměrně z veškeré vody buněčné, tedy také poměrně z podílu, obsaženého v buněčné šťávě. V tom případě by se buněčná šťáva koncentrovala úměrně vznikajícímu deficitu. V naprosté většině pozorovaných případů stoupal však osmotický tlak (klesal osmotický potenciál) strměji než teoreticky odpovídá současné ztrátě vody. Ze zjištěných rozdílů mezi zmíněným teoretickým průběhem a mezi nalezenými hodmotami byl vypočítán odhad percentuálního podílu „mobilní” vody v buňce, tj. toho podílu, kterého se vždy bezprostředně týkají změny obsahu vody v buňce. Tento podíl „mobilní” vody byl u dospělých listů kolem 70 až 80%. Velikost podílu „mobilní” vody závisela na rychlosti vzniku vodního deficitu: Při rychlém vadnutí byl u dospělých listů zjištěn menší podíl než při vadnutí pomalém. To svěděí o tom, že „mobilní” podíl buněčné vody je vymezován podle vodní bilance buňky dynamickou rovnováhu intracelulárních difusních proudů vody podle gradientů difusního tlaku vody mezi jednotlivými podíly buněčné vody, jež jsou určeny různou vazbou („vázaná” voda) i různou lokalisací v buňce.

Summary

Changes in the osmotic potential of the cell sap in passive water balance (wilting) of parts of the leaf blade were determined in relation to increasing water saturation deficit. Theoretically it could be assumed that the water lost in passive water balance comes from the total cell water equally, hence also from an aliquot part from the water contained in the cell sap. In that case the concentration of the cell sap would increase in proportion to the growing water saturation deficit. In the absolute majority of investigated cases, the osmotic pressure increased (the osmotic potential fell) more steeply than corresponded theoretically to the loss of water at the time. From the difference observed between the mentioned theoretical course and the values found, an estimate of the percentage of “mobile” water in the cell, i.e. that part which was always directly involved in changes in the water content in the cell, was calculated. This “mobile” water in adult leaves constituted about 70 to 80 per cent. The proportion of “mobile” water was dependent on the rate of development of the water saturation deficit: When the wilting was rapid the amount observed in adult leaves was smaller than in the case of slow wilting. This proved that the “mobile” proportion of the cell water is determined according to the water balance by a dynamic equilibrium of intracellular diffusion currents of water according to gradients of the potential between the different parts of cell water which are determined by different linkage (“bound” water) as well as different localization in the cell.

Abstract

Изучались изменения осмотического давления клеточного сока (отжатого из тканей листа убитых при 100 гр. Ц) при пассивной водной билланции (завядании) частей пластинки листа в зависимости от возрастающего водного дефицита (потери воды). В подавляющем числе наблюдаемых случаев возрастало осмотическое давление более круто чем это теоретически отвечает осмотической потере воды. Теоретически возможно предполагать, что вода, выданная при пассивной водной билланции происходит равномерно из всей клеточной воды, следовательно, тоже в соответствующем количестве из той части, которая содержится в клеточном соке, который концентрируется соответственно возникающему дефициту. Из установленных различий между этим теоретическим ходом и между найденными величинами высчитано определение процентной части «мобильной» воды в клетке, т. е. той части, которой всегда непосредственно касаются изменения содержания воды в клетке. Эта часть «мобильной» воды в клетке у зрелых листьев составляет около 70–80%. Величина доли «мобильной» воды зависела от скорости возникновения водного дефицита: при быстром завядании у зрелых листьев установлена меньшая доля по сравнению с медленным завяданием. Это свидетельствует о том, что «мобильная» доля клеточной воды определяется по водной билланции клетки динqaмическим равновесием интрацеллюлярных диффузных течений воды по ггадиентам диффузного давления воды среди отдельными долями клеточной воды, которые определяются разной связью и разной локализацией в Клетке.