| asimilace dusíku | inkorporace dusíku | translokace dusíku | symptomy nedostatku a nadbytku dusíku |

translokace  dusíku

            Prvním stupněm asimilace NH₄⁺ iontu v kořeni je jeho inkorporace do amonokyselin a amidů za současné kompenzace  H⁺. Nadzemní části rostlin mají omezenou kapacitu pro protony, a proto všechny NH₄⁺ se musí asimilovat v kořeni a dusík se transportuje xylémem ve formě aminokyselin a amidů do nadzemních částí. Pouze jen vyjímečně u některých rostlin (výše) může být malá část NH₄⁺ asimilována do nadzemních částí. Asimilace amonia v kořeni má značné požadavky na uhlíkaté skelety, které se berou z TCA a jejich tvorba je závislá na aktivitě PEP karboxylázy.

            Na rozdíl od NH₄⁺ dusíku je NO₃^- dusík po přijetí kořeny intenzívně transportován do nadzemních částí v závislosti na aktivitě nitrátreduktázy. Jeho zastoupení v xylémové šťávě se mění podle druhu rostliny a obsahu nitrátu v živném prostředí. U jetele bílého činil jeho obsah z celkového N 15% (při luxusní výživě až 66%), u hrachu 33% (41%) a xanthium 59% (69%).

            U vyšších rostlin jsou aminokyseliny a nitráty hlavními sloučeninami, ve kterých je dusík translokován. Všeobecně xylémová šťáva obsahuje ze 70-80% aminokyseliny, u kterých je poměr N:C větší než 0,4. Potvrdilo se, že glutamin a asparagin jsou hlavní látky, kterými je dusík transportován při minimální spotřebě uhlíku (pro gramineae). U rosaceae je to vedle glutaminu, arginin, u chemopodiaceae betain, u papilionaceae prolin, alantoin (Marschner 1995).

            Vstupem dusíku do buňky a jeho inkorporací do oxokyselin končí první fáze a na ni navazuje fáze druhá - vlastní utilizace dusíku.

Schéma koloběhu dusíku v rostlině (podle Mengela a Kirkbyho upravil Richter 1988)

            Jednou přijatý dusík může být v průběhu ontogeneze rostlinou i několikrát využit.

            Po asimilaci dusíku dochází k jeho přeměně na organické dusíkaté látky. Dalším stupněm je syntéza vyšších dusíkatých sloučenin o velké molekulární hmotnosti. Z těchto sloučenin jsou to zvláště proteiny a nukleové kyseliny. Nízkomolekulární dusíkaté látky a aminokyseliny slouží jako stavební jednotky proteosyntetické reakce. Jedním ze základních principů hospodaření dusíkem je u rostlin jeho reutilizace. Jejím základem na metabolické úrovni je velice rozvinutý transaminační metabolismus, který umožňuje vratný přenos aminoskupiny přes celou řadu meziproduktů. Tak dusík již jednou zabudovaný do organických látek neztrácí hodnotu energie organické vazby a je snadno dále metabolizován.

            V zelených rostlinách proteinové dusíkaté látky zaujímají z celkového N 80-85%. Z toho na nukleové kyseliny připadá asi 10% a na rozpustný aminodusík 5%. V průběhu vegetace jsou to zvláště proteiny pro stavbu enzymů, zatímco v semenech a zrnech hlavní proteinové frakce představují zásobní bílkovinu.

            Translokace a reutilizace dusíku jsou důležitými procesy v životě rostlin. Mladé listy musí mít zabezpečenou výživu aminokyselinami až do dospělosti. Jestliže výživa dusíkem je přerušena, dusík ze starších listů je translokován do mladších rostlinných orgánů. Z tohoto důvodu u rostlin rostoucích při deficienci N se objevují symptomy nedostatku dusíku předně u starších listů. V těchto listech dochází k hydrolýze proteinů (proteolýza) a vzniklé aminokyseliny jsou redistribuovány do mladších listů. Výsledkem proteolýzy je odumření chloroplastů a pokles obsahu chlorofylu. Žloutnutí listů je tak prvním projevem nedostatečné dusíkaté výživy.

nahoru

autor textu: Prof. Ing. Rostislav Richter, DrSc.