Войти
Галотолерантность - это адаптация живых организмов к условиям высокой солености. Галотолерантные виды, как правило, обитают в таких областях, как гиперсоленые озера, прибрежные дюны, соленые пустыни, солончаки и внутренние солончаки моря и источники. Галофилы - это организмы, которые живут в сильно засоленной среде и требуют солености для выживания, в то время как галотолерантные организмы (принадлежащие к разным доменам жизни) могут расти в соленой среде. условий, но не требуют повышенных концентраций соли для роста. Галофиты - солеустойчивые высшие растения. Галотолерантные микроорганизмы представляют значительный биотехнологический интерес.
Области научных исследований, относящиеся к галотолерантности, включают биохимию, молекулярную биологию, клеточную биологию, физиологию, экология и генетика.
Понимание галотолерантности может быть применимо к таким областям, как сельское хозяйство засушливых зон, ксерискейпинг, аквакультура. (рыбы или водорослей), биопродукция желаемых соединений (таких как фикобилипротеины или каротиноиды ) с использованием морской воды для поддержки роста или восстановление соли пораженные почвы. Кроме того, многие факторы окружающей среды включают или вызывают осмотические изменения, поэтому полученные знания о галотолерантности также могут иметь отношение к пониманию устойчивости к экстремальным условиям влажности или температуры.
Цели изучения галотолерантности включают повышение продуктивности сельского хозяйства на землях, подверженных засолению почв или где доступна только соленая вода. Обычные сельскохозяйственные виды можно сделать более галотолерантными путем переноса генов от естественно галотолерантных видов (путем обычного разведения или генной инженерии ) или путем применения методов лечения, разработанных на основе понимания механизмов галотолерантности. Кроме того, из естественно галотолерантных растений или микроорганизмов можно превратить полезные сельскохозяйственные культуры или ферментативные организмы.
Устойчивость к высоким солевым условиям может быть получена несколькими путями. Высокий уровень соли, попадающей в растение, может вызвать ионный дисбаланс, который вызывает осложнения дыхания и фотосинтеза, что в тяжелых случаях приводит к снижению скорости роста, травмам и смерти. Чтобы считаться толерантным к солевым условиям, протопласт должен демонстрировать методы уравновешивания токсического и осмотического эффектов повышенных концентраций соли. Галофитные сосудистые растения могут выжить на почвах с концентрацией соли около 6% или до 20% в крайних случаях. Устойчивость к таким условиям достигается за счет использования совместимых осмотических растворенных веществ цитоплазмы.
Чтобы существовать в таких условиях, галофиты, как правило, подвержены поглощению высоких уровней соли в их клетки, и это часто требуется поддерживать осмотический потенциал ниже, чем у почвы, чтобы обеспечить водопоглощение. Высокие концентрации соли в клетке могут повредить чувствительные органеллы, такие как хлоропласт, поэтому наблюдается секвестрация соли. В результате этого в вакуоли накапливается соль, чтобы защитить такие деликатные участки. Если внутри вакуоли наблюдаются высокие концентрации соли, между вакуолью и цитоплазмой будет установлен высокий градиент концентрации, что приведет к значительным затратам энергии на поддержание этого состояния. Таким образом, можно увидеть, что накопление совместимых цитоплазматических осмотических растворенных веществ предотвращает возникновение этой ситуации. Аминокислоты, такие как пролин, накапливаются в галофитных Brassica видах, четвертичные аммониевые основания, такие как Glycine Betaine, и сахара, как было показано, действуют в этой роли у галофитных представителей Chenopodiaceae и представители Asteraceae демонстрируют накопление циклитов и растворимых сахаров. Накопление этих соединений позволяет уравновесить осмотический эффект, предотвращая образование токсичных концентраций соли или требуя поддержания высоких градиентов концентрации
Степень галотолерантности широко варьируется среди различных видов бактерий. Ряд цианобактерий являются галотолерантными; примерное место обитания таких цианобактерий - Макгадикгади Панс, большое гиперсоленое озеро в Ботсване.
Грибки из мест обитания с высокая концентрация соли в основном галотолерантна (т. е. не требует соли для роста) и не галофильна. Галофильные грибы - редкое исключение. Галотолерантные грибы составляют относительно большую и постоянную часть сообществ гиперсоленой окружающей среды, например, в солнечных солончаках. Хорошо изученные примеры включают дрожжи Debaryomyces hansenii и черные дрожжи Aureobasidium pullulans и Hortaea werneckii. Последние могут расти в средах без соли, а также в почти насыщенных растворах NaCl. Чтобы подчеркнуть эту необычно широкую приспособляемость, некоторые авторы описывают H. werneckii как «чрезвычайно галотолерантный».
.
