3. lekcija

1. 3. lekcija BARĪBAS VIELAS AUDU KULTŪRU BAROTNĒM

2. MakroelementiVisas barotnes sastāv no neorganiskām un organiskām vielām. Makroelementi ir N, P, K, Ca, Na, Mg, S. Literatūrā valda uzskats, ka galvenā nozīme barotnēs ir katjoniem. Barotņu receptūrās pastāv ļoti liela atšķirība kā vielu devās, tā arī jonu attiecībās. Tas ir normāli, jo ne tikai katram taksonam (sugai, šķirnei, klonam u.c.), bet arī katrā attīstības fāzē vienam un tam pašam augam ir dažādas prasības pret tā vai cita jona uzņemšanu. Bez tam, protams, ir jāņem vērā, kāds auga orgāns, kādi audi tiek kultivēti.

3. Ogleklis C nepieskaita pie makroelementiem, jo normāli fotosintizējoši augi to saņem no gaisa. Ar in vitro kultūrām šī problēma ir stipri sarežģītāka. No vienas puses, arī sterilajiem audziņiem veidojas hlorofils, un daļēji arī tie C var piesaistīt no tās ogļskābās gāzes daudzuma, kas ir kultivējamā traukā.

4. E.J. Woltering (1990) veicis pētījumus, kas viņam ļāva secināt, ka gerberu un rožu lapu dzeltēšana kā nozīmīgākais simptoms to deģenerācijas procesā in vitro varētu būt radies no nepietiekamas C koncentrācijas kultivējamos traukos. Abām kultūrām lapas bija daudz zaļākas, bet novecojušās un bojātas lapas nebija, ja CO2 koncentrācija bija >1%. Salīdzinoši jāpiemin, ka gaisā CO2 ir 0,03% no tilpuma. Eksperimentā tika regulāri reģistrēta zaļuma pakāpe un novecojušo un nokritušo lapu skaits. Ja 2 nedēļas kultūrā esošu gerberu un rožu audziņu lapas apstrādāja ar 5% CO2, tad lapas bija būtiski zaļākas nekā zemākā CO2 koncentrācijā.

5. No otras puses, in vitro kultūras C pamatātomēr saņem no barotnes ķīmiskā veidā, proti, ar barotnei pievienoto cukuru palīdzību. Visbiežāk tā ir saharoze, bet tiek lietotas arī glikoze, fruktoze, mannoze, sorboze. Katram no šiem cukuriem ir arī savdabīga ietekme uz augu audiem; tā nav saistīta tikai ar C uzņemšanu. Piemēram, ja audi uzņem glikozi, tad salīdzinājumā ar saharozi, veidojas daudz vairāk hloroplastu; tie ir mazi un kompakti. Glikozi augi daudz labāk uzņem no barotnes nekā saharozi.

6. Vēl par cukuriem barotnē. Tie ir osmotiskās koncentrācijas noteicēji. Auga organismā saharoze ir galvenā barības vielu transportēšanas un uzkrāšanas forma, bet tai ir arī zināma regulējoša darbība. Barotnei var pievienot arī glikozi vai fruktozi, un reizēm tas ir svarīgi tieši ievadot taksonu sterilā kultūrā, jo šie ogļhidrāti ātrāk ieslēdzas vielu maiņā. C. Chong & C.D.Taper (1974) atzīmē, ka ābeles labāk aug uz barotnes, kam pievienotas glikoze un fruktoze, nekā saharoze.

7. V.P. Holodova ir uzrakstījusi publikāciju (1981) par saviem pētījumiem, kuros secinājusi, ka glikozi un fruktozi pacieš lielākā daļa in vitro augu, ja arī minētie cukuri nav tieši labāki par saharozi. Toties lielākā daļa no kultūrām nav spējīga augt uz barotnes ar reducētiem cukuriem (spirtiem - sorbītu vai mannītu), pentozēm (ribozi, arabinozi vai ksilozi), dezoksiheksozi (ramnozi). Tikai dažu sugu augi spējīgi augt uz barotnes ar pentozēm, bet arī tad to augšanas intensitāte ir vairākas reizes mazāka nekā uz saharozes.

8. Un otrādi, 4 no 15 Holodovas izpētītām sugām ar sorbītu un mannītu auga tikpat labi kā uz saharozes. Piemēram, sorbīts bija labākais C avots veselai rindai no Malus ģints, bet mannīts – atsevišķām sugām no Oleaceae dzimtas, t.i., tiem augiem, kam šie spirti ir jau pašā augā normālos apstākļos un tiem ir liela loma.

9. Ir pētījumi, ka mikrokultūra vislabāk izmanto tos cukurus, kas ir konkrēta auga ksilēmas sulā. Tas liecina par to, ka izolētās kultūrās saglabājas dažas bioķīmiskās īpatnības no vecākaugiem dabā. Pie tam izrādās, ka viena un tā paša taksona augi, kas ievadīti in vitro dažādās laboratorijās, kā arī tie eksplanti, kas ņemti no dažādām viena auga daļām, var atšķirties pēc to prasībām pēc C avota.

10. Pamatā kultūras aug barotnēs ar 2-3.4% saharozi. Bet ir augi, kam nepieciešamas lielākas cukura koncentrācijas: 4% saharoze – īriss6% saharoze - topinambūrs, tabaka, cūku pupas,8% saharoze - kukurūza,9% saharoze - cigoriņi,10% saharoze - kaktusi, cukurbietes,14% saharoze - kokosa palma, fēniksa palma.

11. Nosauktās ir optimālās koncentrācijas, bet barotnē lieto arī zemākas saharozes koncentrācijas. Pastāv uzskats, ka augstas saharozes koncentrācijas (8-10%) var izsaukt arī mutācijas.Ir arī autoru domas, ka saharoze stimulē auga ģeneratīvo virzienu, bet glikoze – veģetatīvo.

12. Slāpeklis N augiem tiek dots vai nu NH4+ vai arī NO3- jonu veidā. Visvairāk lietotie sāļi ir KNO3, NH4NO3 un Ca(NO3)2. 4H2O, vai arī (NH4)2SO4. Šie savienojumi tiek uzņemti augā, lai neorganisko N iesaistītu organiskajos savienojumos. Amonijs saknēs lielākoties ir sastopams kā organiskais slāpeklis. Nitrāti var uzkrāties šūnu vakuolās, kur tie pilda nozīmīgu lomu osmoregulācijā un anjonu līdzsvara radīšanā augos

13. N. Sugiyama un S. Hanawa (1992) publicē pētījumus par zilenēm (in vivo). Viņu rezultāti parādīja, ka tiem augiem, kam N barotnē bija NH4+ veidā, bija lielāka jauno sauso lapu masa nekā tiem, kas saņēma NO3-. Bet šis efekts parādījās tikai tad, kad pH bija 3 un 4, toties nebija nekādas atšķirības masā, kad pH bija 5. Sauso jauno lapu un stumbriņu masa kopumā bija lielāka, ja nodrošināja pH 3 un 4 nekāpH 5 tiem augiem, kas saņēmuši NH4+.

14. Augiem, kas saņēmuši NO3-, pH lielums neietekmēja masu. Autori secināja, ka pH optimums atkarīgs no tā, kādu N formu lietoja.Ļoti svarīgas ir makroelementu savstarpējās attiecības, un dažādās barotņu receptūrās tās ir atšķirīgas. MS (Murashige, Skoog, 1962) barotnē NPK attiecība ir, WPM (McCown, Lloyd) –, Andersona rododendru barotnē – 10,2 : 1 : 9,5 5,1 : 1 : 6,4 2,4 : 1 : 2,2

15. Nitrātreduktāze. Nitrātus nevar vienkārši izmantot, lai sintezētu organiskos savienojumus, vispirms tos ir jāreducē līdz amonija savienojumiem. Reducēšana notiek šādā veidā:NO3- + 8H+ +8e- NH3 + 2H2O + OH-Šī reakcija noris 2 etapos, piedaloties tādiem fermentiem kā nitrīt- un nitrātreduktāze. Pirmkārt, nitrātreduktāze pārvērš nitrātus parnitrītiem. Otrkārt, nitrītreduktāze reducē nitrītus līdz amonijam.

16. Nitrātu pārvērtības par nitrītiem noris citoplazmā šādā veidā:2e-2CitFe(II/III)  2e- 2Mo(V/VI)  2e- NO3-/NO2-Nitrātreduktāze sastāv no FAD, citohroma (Fe(II)/Fe(III)) un molibdena (Mo(V)/(VI)). Šie komponenti veido svarīgu daļu elektronu transporta ķēdē, caur ko elektroni no NADF tiek piegādāti nitrātu reducēšanas procesam par nitrītiem. HNO3HNO2NH2OH  NH3 nitrātreduktāze nitrītreduktāze hidroksilamīnreduktāze (Mo, Fe) (Fe, Cu) (Mn, Fe)

17. Mo deficīta laikā nitrātreduktāzes aktivitāte būtiski samazinās. Vairumā augu nitrātu redukcija var notikt kā lapās, tā dzinumos. Līdz kurai pakāpei redukcija var notikt, tas stingri atkarīgs no tādiem faktoriem kā augu suga(1), vecums (2) un nitrātu klātbūtne (3). Īpaši kokaugu sugām ir augsta nitrātu redukcijas kapacitāte. Zemās koncentrācijās nitrāti lielākoties reducējas saknēs. Turpretī, ja ir pieejamas augstas nitrātu koncentrācijas, tad tie reducējas lapās.

18. Ir svarīgi, kurš katjons mijiedarbojas ar nitrātu. Ja tas ir K+, tad nitrātu reduktāzes aktivitāte saknēs ir zema, un nitrāti tiks transportēti uz auga dzinumu. Ja tas ir Ca2+, tad nitrātreduktāzes aktivitāte ir augstāka saknēs. Nitrītreduktāze. Lapās nitrītreduktāze reducē NO2- par NH3. Ferrodoksīns, ko reducē elektroni, kas atbrīvojušies fotosistēmā I, piegādā elektronus nitrītu redukcijai.

19. Reducētā slāpekļa saturošie savienojumi. Amonijs un amonija jons (NH3 NH4+ + OH-) augiem ir toksiski pat zemās koncentrācijās. Tas nozīmē, ka tie būtu ātri jāpārvērš netoksiskos mazmolekulāros N saturošos savienojumos, kā glutamīns, asparagīns, arginīns, allantoīns un betaīns. Glutamīna un glutamāta sintetāzes atrodas kā saknēs, tā dzinumos, un ir “atslēgas” fermenti amonija pārvēršanā.

20. Bez amonija un amonija jona detoksifikācijas mazmolekulāriem N savienojumiem ir vēl dažas citas funkcijas. Vissvarīgākā funkcija ir piegādāt organiskos savienojumos saistīto N un NH2, kas tiek uzņemti kā neorganiskais N, aminoskābju un proteīnu sintēzei. Savienojumi ar mazu molekulmasu tiek izmantoti kā pārnesēji vairākiem katjoniem, kā,piemēram, Mn un Cu, transportējot lielos attālumos augā.

21. Bez tam šīs niecīgās N saturošās molekulas kalpo kā uzglabāšanas vietas slāpekļa pārpalikumam. Pretēji kā faunas pārstāvji, augi nav spējīgi izdalīt organiski saistīto N, bet šis mehānisms dod tiem iespēju saglabāt N pārpalikumu.

22. SērsS tiek uzņemts augos kā SO42- caur saknēm zem relatīvi zema spiediena. Līdzīgi nitrātiem, sulfāti vispirms tiek reducēti,pirms tie var tikt izmantoti tādu reducētu S savienojumu sintēzei kā aminoskābes, proteīni un fermenti. Nereducētā formā S ir iesaistīts sulfolipīdos un polisaharīdos.

23. S asimilācija. Pirmais etaps S asimilācijā ir SO42- aktivēšana, ko veic ferments ATF sulfurilāze, izmantojot ATF. Šīs reakcijas rezultātā veidojas adenozīnfosfosulfāts (AFS) un pirofosfāts (Pi). Tad var sekot divi dažādi ķīmiski ceļi. Vienā ceļā S nav reducēts, bet iesaistīts polisaharīdos, kas atrodas sulfolipīdos. Citā ceļā S ir reducēts līdz –SH grupai (tiola grupa), un līdz AFS sulfurilgrupai, pārvietotai līdz glutationam. Sekojoši, -SH grupa ir pārvietota uz acetilserīnu un sašķelta par acetātu un cisteīnu.

24. SH – CH2 – CHNH2 - COOHCisteīns  Cisteīns ir pirmais stabilais savienojums asimilātu redukcijā un priekštecis visiem organiskiem savienojumiem augā, kas satur reducēto S, kā proteīni, kofermenti, sekundārie metabolīti u.tml. S asimilācija galvenokārt notiek hloroplastos. S deficīta gadījumā proteīna sintēze ir kavēta, un hlorofila daudzums lapās samazinās.

25. Proteīni. S tur pārstāvēts kā cisteīns un metionīns. CH3 – S – CH2 – CH2 - CHNH2 – COOHmetionīnsAugi šo aminoskābi spēj sintezēt, turpretim cilvēkam tā jāuzņem gatavā veidā. Abas aminoskābes (cisteīns un metionīns) ir priekšteči visiem reducētiem S saturošiem savienojumiem augā.

26. Sēram kā vairāku kofermentu un prostetisko grupu sastāvdaļai ir svarīga funkcija dažādās red-oks reakcijās, kāR-SH + HS-R  R-S-S-RR var būt cisteīna atlikums, bet tātad tripeptīda glutations. Glutations šķīst ūdenī, un tātad ir svarīgs kā red-oks sistēmahloroplastos un auga citozolā.

27. S tiltiņi starp diviem cisteīnu atlikumiem ir ļoti svarīgi proteīna terciārai struktūrai un fermentu aktivitātei. –SH grupas AFS (adenozīnfosfosulfāts)sulfotransferāzē, kas minēts iepriekš, un koenzīmā A (Krebsa cikls) veido daļu no fermentu funkcionālās grupas.

28. Metālu saturošie tionīni. Mazmolekulārie sēru saturošie savienojumi - metālu saturošie tionīni (metallothioneins) ir reti sastopami augos. Lielākoties šie savienojumi satur cisteīnu. It sevišķi metāli, tādi kā Cu, Cd un Zn, ir saistīti metallotionīnos. Vairāk iespējams, ka šie niecīgie proteīni ir iesaistīti šo metālu pārpalikuma eliminēšanā, pirms tie ir neatgriezeniski saistīti pie fermentu SH funkcionālām grupām.

29. Nereducētais sērs. S nereducētā formā irsulfolipīdu sastāvdaļa, kas veido membrānas strukturālo sastāvdaļu. S ir sastopams kā sulfātu ēsteris sulfātos un C6 cukuros, piemēram, glikozē. Sulfolipīdi ir bagātīgi pārstāvēti hloroplastu tilakoīdu membrānās. Sulfolipīdiem, iespējams, ir liela loma jonu transportā arī caur citām membrānām. Tālāk, sulfolipīdu klātbūtne membrānā pozitīvi ietekmē augu sāļu toleranci. Sugai raksturīgā smarža, kā sīpolu un ķiploku, ir lielākoties pateicoties gaistošu sēra savienojumu klātbūtnei.

30. Kalcijs Pretēji citiem makroelementiem Ca ir stipri piesaistīts šūnapvalkiem un šūnu membrānai. Tas tādēļ, ka Ca2+ ir daudzas piesaistes vietas šūnapvalkā un ierobežota pārvietošanās spēja caur membrānu citoplazmā. Ca lielākoties savienojas ar galaktouronskābes R-COO grupām starp diviem šūnapvalkiem, veidojot pektātus. Piemēram, ābolos 90% no Ca daudzuma šūnā var tikt piesaistīti kā pektāti.

31. Augstā Ca koncentrācija šūnapvalkā un šūnu membrānā lielākoties kalpo tās izturības nodrošināšanai un šūnu membrānu struktūras regulēšanai. Ca2+ transports kā pa floēmu, tā arī no šūnas uz šūnu ir ļoti limitēts.

32. Šūnapvalks. Pektīnu šķeļ ferments poligalaktouronāze. Augsta fermenta aktivitāte tiek novērota tad, kad trūkst Ca, kas ir par iemeslu šūnapvalka degradācijai. Rezultātā augu audi kļūst “mīksti”. Ja kalcija ir pietiekoši, lielākā daļa pektīnu ir kalcija pektātu veidā. Šādā ceļā šūnapvalks ir paaugstināti rezistents (izturīgs) pret poligalaktouronāzes noārdošo aktivitāti.Ca2+pietiekamība augā ir svarīga tā izturībai pret patogēno sēņu infekciju.

33. Šūnu membrāna. Šūnu membrānas stabilitāte lielā mērā ir atkarīga no Ca2+. Ca2+ jonu samazināšanās membrānās parasti saistīta ar mazmolekulāru savienojumu aizplūšanu no membrānas. Ja Ca2+ zaudējumi ir lieli, notiek totāla membrānas dezintegrācija. Ca2+ stabilizē membrānu fosfātu - fosfolipīdu karboksilātu grupu un proteīnumijiedarbības procesos membrānā.

34. Fermenti. Pretēji Mg, kas ir iesaistīts vairāku fermentu aktivēšanā, kalcijs aktivē tikai dažus fermentus, kā amilāze unATF-āzes. Kalcijs lielākoties aktivē ar membrānu saistītos fermentus, kuru aktivitāti regulē šūnu membrānas struktūra. Tomēr Ca2+ inhibē arī dažus citoplazmatiskos fermentus.

35. Atrašanās. Brīvais Ca2+ atrodas šūnās ļoti mazās koncentrācijās - ~ 1 mol.L-1. Šis nelielais daudzums neļauj izgulsnēties neorganiskiem fosfātiem. Esot zemam kalcija līmenim šūnā, konkurence ar Mg par katjonu saišu veidošanu ir traucēta, un tiek novērsta fermentu inaktivācija vai nekontrolēta aktivēšana. Šūnu membrāna ir laba barjera pret Ca2+ ieplūšanu, un, ja Ca2+ plūsma uz starpšūnu telpu notiek viegli, tad ir garantēta zema kalcija koncentrācija tajā.

36. Lapu šūnās, kurās ir vakuolas, ir arī liels daudzums saistītā kalcija. Kalcijs ir nepieciešams katjonu-anjonu līdzsvaram, organiskajiem un neorganiskajiem anjoniem savstarpēji iedarbojoties. Lielākoties Ca2+ ir saistīts oksalātos. Šajā veidā tas ir vāji šķīstošs un tāpēc ir zemas kalcija koncentrācijas citoplazmā un hloroplastos. Kalcija oksalātiem ir arī šūnas osmotiskās regulācijas funkcijas.Kalcijs ir svarīgs šūnu un sakņu pavairošanā.

37. Putekšņstobriem dīgstot, to attīstība ir kalcij-atkarīga un tiek hematrofiski vadīta no ārpusšūnas (ekstracelulāra) kalcija.Kalcija transportā ir iesaistīta-indoliletiķskābe. Auksīna inhibitors, piem., TIBA (2,3,5-trijodobenzoskābe), inhibē Ca2+ iekļūšanu augā, kas noved pie kalcija deficīta.

38. FosforsFosfors tiek uzņemts ar saknēm PO42-veidā un, pretēji nitrātiem un sulfātiem, nav reducēts. Tas var būt klātesošs augos kā neorganiskais fosfāts vai esterificēts, ar OH- grupām pie C atoma (C-O-P). P, iesaistīts ATF molekulā, ir ļoti svarīgs šūnas enerģijas metabolismā. Nukleīnskābes. P ir svarīgs elements DNS un RNS molekulās, saistot atsevišķas ribonukleīnskābes un veidojot makromolekulas.

39. Fosfolipīdi. Biomembrānas fosfolipīdi satur lielu daudzumu fosfora. Šajos fosfolipīdos fosfors fosfātu ēsteru veidā saista diglicerīdu ar aminoskābi, amīnu vai alkoholu. Fosfolipīds sastāv no hidrofobās daļas – diglicerīda un hidrofīlās daļas, kas satur PO42-. Abām ir svarīga funkcija membrānas stabilizācijā. Kā zināms no šūnu bioloģijas, membrānas sastāv no divām fosfolipīdu mono-kārtiņām, bet kopā ņemot veidojas lipīdu dubultslānis. Fosfolipīdu hidrofīlās daļas vērstas uz āru, uz ūdeni, kamēr hidrofobais gals orientēts uz membrānas iekšpusi un ir saistīts viens ar otru.

40. Enerģiju metabolisms. Fosfors ir ļoti svarīgs augu enerģiju metabolismā, veidojot ar enerģiju bagātus ēsterus (C-P), kā glikozo-6-fosfāts. Šie fosfātu ēsteri ir svarīgi augu vielu maiņā un biosintēzes reakcijās. Vairāk svarīgs šūnu enerģiju metabolismā ir augsti enerģētiskais pirofosfāta savienojums starp diviem fosfora atomiem (P  P, 30 kJ), kā adenozintrifosfāts (ATF).

41. Enerģija atbrīvojas glikolīzes procesā; oksidatīvā fosforilācija vai fotosintēze tiek izmantota, lai sintezētu ATF, un šī enerģija atbrīvojas ATF hidrolīzē par ADF un neorganisko fosfātu. ATF ir nestabila un, sekojoši, tā intensīvi iesaistās metabolismā. Viens vienīgs grams aktīvā vielu maiņā esošu kukurūzas sakņu galiņu var katru dienu sintezēt intensīva metabolisma laikā vidēji 30 sekundēs 5 gramus ATF.

42. Fosfātu avots. Šūnas ar vakuolām satur divasdažādas fosfātu frakcijas. Vielu maiņas avots, galvenokārt fosfātu ēsteru veidā, atrodas citoplazmā un mitohondrijos.  Rezerves vielu maiņas avots, galvenokārt neorganisko fosfātu veidā, ir sastopams vakuolās. Ja fosfors ir pieejams pietiekamā daudzumā, 85-95% no kopējā neorganisko fosfātu daudzuma lokalizējas vakuolās.

43. Ja fosfora pieplūdums ir bremzēts, tad neorganisko fosfātu koncentrācija vakuolās nekavējoties samazinās, jo redukcija vielu metabolismā notiek daudz lēnāk. Pietiekošs fosfora pieplūdums realizējas, palielinoties visu fosfora saturošo organellu skaitam. Un tomēr, virs noteikta līmeņa vakuolās pieaug tikai neorganisko fosfātu daudzums. No šejienes izriet, ka P devas, kas ir virs normas, tiek uzglabātas kā neorganiskie fosfāti.

44. Fermenti. Neorganiskiem fosfātiem ir stingra regulatora funkcija vairākos vielu maiņas procesos augos. Tomātos neorganiskie fosfāti, kas izdalīti no citoplazmas vakuolām, stimulē fosfofruktokināzes aktivitāti. Šis ferments ir svarīgs substrāta iesaistīšanā glikolīzē (šūnas elpošanai pastiprinoties galvenokārt nogatavošanās laikā). Šajā laikā P iztrūkums var izsaukt tomātu nogatavošanās procesu pārtraukšanu. P ir svarīgs cietes veidošanās procesā hloroplastos.

45. Zema neorganisko fosfātu koncentrācija noved pie cietes sintēzes inhibēšanas. ADF-glikozopirofosforilāze ir svarīgākais ferments cietes sintēzē, un to inhibē neorganiskie fosfāti, bet stimulē triozo-fosfāti. Respektīvi, līdzsvars starp abiem fosforu saturošiem savienojumiem ir ļoti svarīgs cietes sintēzē hloroplastos.

46. Neorganiskie fosfāti regulē cietes sintēzi hloroplastos citā veidā. P neorganisko fosfātu veidā no šūnu membrānām tiek transportēts šūnas iekšpusē, bet triozofosfāti – uz āru. Šādā veidā neorganisko fosfātu koncentrācija hloroplastos pieaug, bet triozofosfātu – samazinās. Tādā veidā šis mehānisms regulē cietes sintēzi hloroplastos.

47. Ribulozobifosfāts kā CO2 akceptors ir svarīgs C saistīšanā.Triozofosfāti veic ribulozobifosfātu atjaunošanu. Ja neorganiskie fosfāti ir augstā koncentrācijā, tie stimulē šo savienojumu “eksportu” no hloroplastiem, inducējot triozofosfātu samazināšanos un sekojošu CO2 fiksācijas inhibēšanu. P ir svarīgs arī vairāku citu fermentu regulēšanā.

48. Lai augšana būtu optimāla, ir vajadzīgi 0,3-0,5 grami P uz 1 g sausās masas. P iztrūkums parādās kā augšanas bremzēšana un tumši zaļas lapu krāsas parādīšanās. Tas ir tādēļ, ka P nepietiekamības laikā lapu attīstība ir lēnāka nekā hlorofila sintēze; rezultātā parādās paaugstināta hlorofila koncentrācija lapā.

49. Kālijs Kālijs ir vienvērtīgs katjons ar lielu pārvietošanās iespēju augā. Tas var notikt divos veidos: šūnu līmenī un 2) lielākos attālumos ksilēmā un floēmā. Salīdzinot ar citiem elementiem, K ir visaugstākā koncentrācijā augos: citoplazmā 100-200 mol.L-1, hloroplastos – 20-200 mol.L-1.

50. K sāļiem ir svarīga nozīme šūnas osmotiskā regulācijā.Šūnas stiepšanās un citos procesos, ko regulē turgors, K+ jons kalpo kā mijiedarbojošs jons ar šķīstošiem anjoniem, lai uzturētu pH starp 7 un 8, kas ir ideālais vides skābums lielai daļai fermentu. K jons ir arī tas, kas galvenokārt regulē osmotisko spiedienu citoplazmā.