4.8.3. Обмен серы

Сера является физиологически необходимым элементом. Роль серы в клеточном метаболизме велика, у растений она имеет прямое отношение к приобретению ими устойчивости против влияния различных неблагоприятных факторов внешней среды.

Пути, которыми определяется направленность синтеза серосодержащих веществ у растений при действии засоления, наиболее обстоятельно изучены Н. И. Шевяковой [61]. Поглощение и ассимиляция сульфата в зависимости от качества засоления среды (хлоридное или сульфатное) проходят в крайних условиях снабжения растений серой (дефицит и избыток). У культурных растений с высокой отзывчивостью на серу (арахис и хлопчатник) одностороннее засоление NaCl может приводить к снижению содержания в их тканях серы почти до уровня S-дефицитных растений. У растений, произрастающих в присутствии NaCl, метаболизм серы приобретает черты, характерные для условий дефицита серы в среде. Об этом свидетельствуют некоторые особенности распределения ³⁵S по отдельным органам растения, ярко выраженная стимуляция поглощения ³⁵SO₂- корнями в период последействия NaCl, интенсивное использование экзогенного метионина для досинтеза недостающих S-аминокислот (стимуляция обратного превращения метионина в цистеин и сульфоксид S-метилцистеина).

У растений, произрастающих в условиях избытка сульфата, изменения в метаболизме серы имеют иной характер (рис. 14).

При избыточном снабжении серой можно ожидать расширения спектра серных реакций в клетке, что будет являться проявлением характерной для гомеостаза многократности связей, отсутствия жесткой детерминированности. Отсюда следует, что чем больше диапазон изменчивости в метаболизме серы, тем больше вероятность возникновения новых метаболических превращений, способствующих приобретению системой более устойчивого состояния при неблагоприятном изменении условий обитания.

В этой связи повышение у растений способности к образованию ФАФС как субстрата для реакций сульфатной конъюгации, а также возникновение побочных продуктов типа сульфоновых кислот (таурин) может оказаться важным для сульфатоустойчивости растений.

При избытке в среде сульфата в растительной клетке имеется тенденция к увеличению концентрации многих низкомолекулярных S-соединений, в том числе аминокислот. Среди различных побочных продуктов метаболизма серы могут оказаться вещества, которые в нефизиологических концентрациях токсичны для растений (сульфоксиды).