<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2499-9962</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">55160</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.29039/rusjbpc.2022.0555</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Общая биофизика</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>General biophysics</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Общая биофизика</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">APPLICATION OF THE NMR METHOD WITH PARAMAGNETIC DOPING TO ESTIMATION THE APOPLASTIC WATER TRANSFER IN THE ROOTS OF INTACT PLANTS UNDER IMPACT OF ABIOTIC STRESSES</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЯМР C ПАРАМАГНИТНЫМ ДОПИНГОМ ДЛЯ ОЦЕНКИ АПОПЛАСТНОГО ПЕРЕНОСА ВОДЫ В КОРНЯХ ИНТАКТНЫХ РАСТЕНИЙ ПРИ ДЕЙСТВИИ АБИОТИЧЕСКИХ СТРЕССОВ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Суслов</surname>
       <given-names>М. А.</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Suslov</surname>
       <given-names>M. A.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>makscom87@mail.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Казанский институт биохимии и биофизики, ФИЦ Казанский научный центр РАН</institution>
     <city>Казань</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Kazan Institute of Biochemistry and Biophysics, Federal Research Center Kazan Scientific Center, Russian Academy of Sciences</institution>
     <city>Kazan</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2022-11-24T11:58:29+03:00">
    <day>24</day>
    <month>11</month>
    <year>2022</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2022-11-24T11:58:29+03:00">
    <day>24</day>
    <month>11</month>
    <year>2022</year>
   </pub-date>
   <volume>7</volume>
   <issue>4</issue>
   <fpage>530</fpage>
   <lpage>533</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2022-07-25T00:00:00+03:00">
     <day>25</day>
     <month>07</month>
     <year>2022</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/55160/view">https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/55160/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>В настоящей работе предложен методический подход на базе низкопольного ЯМР с применением парамагнитного комплекса GdDTPA (соль диэтилентриаминпентауксусной кислоты) для качественной оценки транспорта воды по апопластному (внеклеточному) пути в корнях интактных растений пшеницы. Данный подход заключается в измерении времён спин-спиновой релаксации намагниченности воды в корнях при одновременном инкубировании корней в растворе парамагнитного комплекса GdDTPA и воздействии на растения стрессового фактора. В ходе инкубирования корней данный комплекс распространяется только по апопластной системе корня и укорачивает времена релаксации воды апопласта, но при этом GdDTPA не проникает внутрь клеток и, соответственно, не изменяет времена релаксации внутриклеточной воды. Таким образом, по скорости снижения времён релаксации намагниченности апопластной воды, которая прямо зависит от интенсивности водного переноса по апопласту, можно определить относительный вклад водного переноса по апопласту корня в ходе стрессового воздействия. В качестве абиотического фактора, предположительно влияющего на перенос воды по апопласту корня, было использовано двукратное повышение концентрации углекислого газа в надземной части растений. С использованием данного методического подхода было показано, что повышение концентрации СО2 в зоне листьев растений пшеницы до 800 ppm приводит к снижению скорости водного переноса по апопласту корня в 2-2,5 раза по сравнению с контролем при концентрации СО2 400 ppm.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>In this work, the methodological approach based on low-field NMR using the GdDTPA paramagnetic complex for the qualitative assessment of water transport along the apoplastic (extracellular) pathway in the roots of intact wheat plants is proposed. This approach consists in measuring the spin-spin relaxation times of the water magnetization in the roots during simultaneous incubation of the roots in a solution of the paramagnetic Gd-DTPA complex and the impact of a stress factor on the plants. During root incubation, this complex spreads only along the root apoplast system and shortens the apoplast water relaxation times. GdDTPA does not penetrate into the cells and, accordingly, does not change the intracellular water relaxation times. Thus, the rate of decrease in the relaxation times of the magnetization of apoplast water, which directly depends on the intensity of water transfer through the apoplast, can be used to determine the relative contribution of water transfer through the root apoplast during stress exposure. A twofold increase in the concentration of carbon dioxide in the aerial parts of plants was used as an abiotic factor presumably influencing the transfer of water along the root apoplast. Using this methodological approach, it was shown that increase in the CO2 concentration in the leaf zone of wheat plants to 800 ppm leads to decrease in the rate of water transfer through the root apoplast by 2–2.5 times compared with the control at ambient CO2 concentration of 400 ppm.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>транспорт воды в растениях</kwd>
    <kwd>ядерный магнитный резонанс</kwd>
    <kwd>время спин-спиновой релаксации</kwd>
    <kwd>апопластный путь водного переноса</kwd>
    <kwd>парамагнитный допинг</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>water transport in plants</kwd>
    <kwd>nuclear magnetic resonance</kwd>
    <kwd>spin-spin relaxation time</kwd>
    <kwd>apoplastic water transport pathway</kwd>
    <kwd>paramagnetic doping</kwd>
   </kwd-group>
   <funding-group>
    <funding-statement xml:lang="ru">Исследование проведено в рамках работы по гос. заданию для ФИЦ Казанского научного центра РАН.</funding-statement>
   </funding-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Kim Y.X, Ranathunge K, Lee S., Lee Y., Lee D., Sung J. Composite transport model and water and solute transport across plant roots: an update. Frontiers in Plant Science, 2018, vol. 9, no. 193, doi: 10.3389/fpls.2018.00193.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kim Y.X, Ranathunge K, Lee S., Lee Y., Lee D., Sung J. Composite transport model and water and solute transport across plant roots: an update. Frontiers in Plant Science, 2018, vol. 9, no. 193, doi: 10.3389/fpls.2018.00193.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Sarker B., Hara M. Effects of elevated CO2 and water stress on root structure and hydraulic conductance of solanum melongena l. Bangladesh J. Bot., 2009, vol. 38, no. 1, pp. 55-63.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sarker B., Hara M. Effects of elevated CO2 and water stress on root structure and hydraulic conductance of solanum melongena l. Bangladesh J. Bot., 2009, vol. 38, no. 1, pp. 55-63.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Anisimov A.V., Suslov M.A. Estimating the MRI contrasting agents effect on water permeability of plant cell membranes using the 1H NMR gradient technique. Applied Magnetic Resonance, 2021, vol. 52, no. 3, pp. 235-246, doi: 10.1007/s00723-021-01313-6.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Anisimov A.V., Suslov M.A. Estimating the MRI contrasting agents effect on water permeability of plant cell membranes using the 1H NMR gradient technique. Applied Magnetic Resonance, 2021, vol. 52, no. 3, pp. 235-246, doi: 10.1007/s00723-021-01313-6.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Anisimov A.V., Suslov M.A. The effect of external gas pressure on the magnetic relaxation of water in plant cells. Biophysics, 2016, vol. 61, no. 1, pp. 67-72, doi: 10.1134/S0006350916010024.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Anisimov A.V., Suslov M.A. The effect of external gas pressure on the magnetic relaxation of water in plant cells. Biophysics, 2016, vol. 61, no. 1, pp. 67-72, doi: 10.1134/S0006350916010024.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Vitali V., Sutka M., Ojeda L., Aroca R., Amodeo G. Root hydraulics adjustment is governed by a dominant cell-to-cell pathway in Beta vulgaris seedlings exposed to salt stress. Plant Science, 2021, vol. 306, doi: 10.1016/j.plantsci.2021.110873.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vitali V., Sutka M., Ojeda L., Aroca R., Amodeo G. Root hydraulics adjustment is governed by a dominant cell-to-cell pathway in Beta vulgaris seedlings exposed to salt stress. Plant Science, 2021, vol. 306, doi: 10.1016/j.plantsci.2021.110873.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
