استخدام طريقة القطب الكهربي في قياس كمية الأكسجين المنبعث من الجذور في وسائط لا هوائية

الملخص: تتناول هذه الدراسة تقنية “القطب الكهربي” التي يمكن من خلالها قياس معدل انتشار الأكسجين من جذور النباتات، وتوصف بالتفصيل. تبين أن الأكسجين ينتشر من جذور جميع الأنواع العشر من النباتات التي تم اختبارها حتى الآن، وتظهر معدلات انتشار الأكسجين (ODR) لثمانية من هذه الأنواع وجود اختلافات بين الأنواع. توفر جذور نموذجية مصنوعة من أنابيب مطاط السيليكون “مخططات قطبية” متطابقة مع تلك التي تم الحصول عليها حول الجذور الحية. يعتقد أن عملية التصلب المصاحبة لنضوج الجذور تفسر: أ. ارتباط انتشار الأكسجين بالمناطق القمية للجذور، و ب. انخفاض معدلات الانتشار المرتبطة بفترة السكون الشتوية. قد تكون هذه الموضعية لانتشار الأكسجين من الجذور ذات قيمة للبقاء في التربة المنخفضة. تشير التجارب إلى أن الأيرينشيم يمكن أن يعمل كخزان للأكسجين في النبات إذا كانت الثغور مغلقة لفترات طويلة. تُظهر حسابات معدلات ODR المتوقعة بناءً على تركيزات الغازات الداخلية لنظام نموذجي قراءات مشابهة جدًا لمعدلات ODR التي تم الحصول عليها تجريبيًا باستخدام نماذج أنابيب مطاط السيليكون. كما أن حسابات أخرى قائمة على تركيزات الغازات الداخلية المبلغ عنها لكل من Menyanthes، والأرز، وSpartina، وSchoenus، تشير أيضًا إلى تشابه وثيق بين القيم الحقيقية والمتوقعة. وبالتالي، يُستنتَج أنه في هذه الأنواع على الأقل، هناك مقاومة ضئيلة في بعض مناطق الجذر لمرور الأكسجين من المساحات بين الخلوية للجذر إلى الوسط المحيط. أظهرت النتائج أن قواعد الجذور تعتبر مانعة نسبيًا لاختراق الأكسجين، ويُقترح أن دخول الأكسجين إلى الجذور في المناطق القاعدية التي أفاد بها باحثون آخرون، يحدث على الأرجح من خلال الفروع النامية في القاعدة. من المحتمل أن تكون إحدى وظائف انتشار الأكسجين من الجذر هي تزويد الجذر بالمصدر الخارجي للأكسجين إلى القمة الجذرية.