Изменение содержания фотосинтетических пигментов при адаптации холодостойких и теплолюбивых растений к низкой температуре

Антипина Ольга Валерьевна; Дерябин Александр Николаевич; Попов Валерий Николаевич

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №1/2016 ISSN 2410-700Х_

В целом, оценка информативности лихенобиоты, как показателя антропогенно измененных территорий, применительно к объектам уничтожения химического оружия, высокая. Исследования состава лишайников по содержанию серы и синтетических лихеноиндикационных индексов позволят вести комплексный экомониторинг и оценить способность к самовосстановлению экосистем после завершения процесса уничтожения химического оружия. С момента начала сжигания реакционных масс на ОУХО не произошло исчезновения представителей чувствительных видов лихенобиоты, синтетические лихеноиндикационные индексы свидетельствуют о нормальном общем состоянии воздуха.

По коэффициенту накопления серы общей рекомендовано использовать тест-объекты - ксанторию постенную и пармелию бороздчатую. Используя данные концентрации серы общей в слоевищах эпифитных лишайников фоновых видов, проведено зонирование территории ОУХО. В целом полученные биохимические показатели фоновой лихенобиоты позволили оценить состояние лесных экосистем (по Б.В. Виноградову) территории ОУХО как нормальное. Список использованной литературы:

1. Анищенко Л.Н., Балясников И.А., Рудакова Т.А. Блок биомониторинга в экоаналитическом контроле химически опасных техногенных систем (на примере объекта по утилизации химического оружия 1204, Брянская область) // Теоретическая и прикладная экология. 2013. № 3. С. 40-46.

2. Балясников И. А., Рудакова Т.А., Анищенко Л.Н. Биоиндикационные основы экоконтроля состояния сред обитания при утилизации химического оружия с применением лихенобиоты // Теоретическая и прикладная экология. № 3. 2015. С. 85-91.

3. Виноградов Б.В. Основы ландшафтной экологии. М.: ГЕОС, 1998. 418 с.

4. Лес. Человек. Чернобыль. Лесные экосистемы после аварии на Чернобыльской АЭС: состояние, прогноз, реакция населения, пути реабилитации / В. А. Ипатьев, В. Ф. Багинский, И. М. Булавик и др. Под ред. В. А. Ипатьева. Гомель: Ин-т леса НАН Беларуси, 1999. 396 с.

5. Почвы. Определение подвижной серы по методу ЦИНАО. ГОСТ 26490-85.

6. Руководство ЕМЕП по отбору проб и химическому анализу / пер. с англ.; под ред. А. Г. Рябошапко. Kjeller, 2001: [site of NILU]. URL: http://tarantula.nilu.no/projects/ccc/manual/index.html (дата обращения: 22.06.2013).

7. Список лихенофлоры России. СПб, 2010. 194 с.

УДК 581.1

Антипина Ольга Валерьевна

канд. биол.наук, Дерябин Александр Николаевич канд. биол.наук, Попов Валерий Николаевич

канд. биол. наук

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской академии наук, Москва

E -mail: vega_2007_82@mail.ru

ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ ПРИ АДАПТАЦИИ ХОЛОДОСТОЙКИХ И ТЕПЛОЛЮБИВЫХ РАСТЕНИЙ К НИЗКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ

Аннотация

Проведено сравнительное исследование действия гипотермии на содержание фотосинтетических

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №1/2016 ISSN 2410-700Х_

пигментов (хлорофиллы a и b, каротиноидов) в листьях растений табака и арабидопсиса, различающихся по устойчивости к низким температурам. Показана высокая холодочувствительность фотосинтетического аппарата теплолюбивого растения табака, выражающаяся в снижении содержания пигментов в условиях гипотермии. В отличие от табака, фотосинтетический аппарат арабидопсиса в условиях длительного воздействия низкой положительной температуры показал более высокий адаптационный потенциал к гипотермии, связанный с увеличение содержания пигментов в листьях.

Ключевые слова

Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum, адаптация, хлорофилл, каротиноиды, холодоустойчивость

При действии на растения низкой температуры в их клетках происходят множественные генетические и биохимические изменения, представляющие собой результат работы трёх внутриклеточных геномов (ядерного, хлоропластного и митохондриального), активность экспрессии которых скоординирована и полностью зависит от целостности и функциональности отдельных органелл. Установлено, что хлоропласты являются наиболее сильно повреждаемыми органеллами при действии низкой температуры. В хлоропластах протекает фотосинтез - основной метаболический процесс, обеспечивающий клетки субстратами и энергией. Для лучшего перенесения растениями холодового периода важно чтобы процесс фотосинтеза не был ингибирован, сохранялся на высоком уровне. В связи с этим, одним из наиболее значимых функциональных показателей состояния растения является активность фотосинтетического аппарата. Для его оценки обычно используют такой биохимический показатель, как содержание пигментов в листьях, который в зависимости от напряженности стресс-фактора и принадлежности растений к одной из групп - холодостойкие, зимостойкие или теплолюбивые, изменяется неодинаково. На основе данных об изменении этого показателя можно охарактеризовать устойчивость фотосинтетического аппарата и, что важно, физиологическое состояние растения к стрессору [1]. В литературе имеются сведения о различии в холодочувствительности фотосинтетического аппарата холодостойких и теплолюбивых растений. Показано, что пониженная холодостойкость огурца (теплолюбивое растение), по сравнению с томатом (более холодостойкое растений, чем огурец) объясняется высокой чувствительностью его фотосинтетического аппарата к действию низкой положительной температуры [2]. Цель работы состояла в исследовании изменений в содержании пигментов у контрастных по отношению к низкой температуре растений табака (теплолюбивое растение) и арабидопсиса (холодостойкое растение) в период их длительной холодовой экспозиции при закаливающих температурах.

Объектами исследования служили растения табака (Nicotiana tabacum L.) и арабидопсиса (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.), которые выращивали в камерах фитотрона ИФР РАН в почвенной культуре при температуре 22°С на свету в течение 6 нед. Закаливание растений проводили при температурах 8°С - для табака и 2°С для арабидопсиса в течение 6 и 5 сут, соответственно. Контрольные растения не подвергались холодовой экспозиции. Режимы холодового закаливания были подобраны в предварительных экспериментах.

До охлаждения и в период холодовой экспозицией растений ежесуточно определяли содержание воды и сухого вещества в навеске листьев. Определение содержания пигментов (Хл a, Хл b, суммы каротиноидов - Кар) проводили путем их экстракции в 80%-ном водном растворе ацетона по методу [3].

Согласно полученным данным, при оптимальной температуре выращивания (22оС) виды различались по содержанию пигментов в листьях. У арабидопсиса суммарное содержание пигментов было на 45% меньше, чем у табака, и составляло, соответственно, 15.1 и 23.3 мг/г сухой массы (рис. 1). По содержанию Хл а, b и Кар листья табака превосходили арабидопсис на 60, 50, 40%, соответственно.

К К

ей *

<D

о U

18 г-

16 -

5 о 14

§ § 12

Р «

с о 10

а х

fr 8

6 -4 -

2\-

0

Арабидопсис Табак

Рисунок 1 - Содержание хлорофилла а (Хл а), Ъ (Хл Ъ), и каротиноидов (Кар) в листьях арабидопсиса и табака, при 22 оС.

Учитывая, что содержание пигментов в листьях - показатель очень чувствительный к факторам внешней среды, анализ изменений их содержания проводили в динамике при закаливающих температурах -для арабидопсиса при 2оС, табака - при 8оС, ежесуточно в течение 5 сут. Показано, что действие гипотермии на теплолюбивые растения табака и холодостойкие растения арабидопсиса сопровождалось выраженными изменениями в их пигментном аппарате листьев. При переносе растений в условия действия закаливающих температур содержание пигментов в листьях уменьшилось: у арабидопсиса более чем на 10%, у табака -почти на треть, о чем свидетельствовали данные, полученные спустя 1 сут после охлаждения (рис. 2). Можно предположить, что в условиях гипотермии (именно в первые сутки охлаждения) избыток световой энергии привел к частичной фотодеструкции фотосинтетического аппарата. Через 2 сут нахождения растений в условиях действия низкой закаливающей температуры суммарное содержание пигментов в листьях обоих видов возросло, при этом у арабидопсиса их уровень на 12% превысил исходный (до охлаждения), тогда как у табака стал ниже на 15%. В последующие сутки гипотермии содержание пигментов в листьях растений снижалось. В целом, через 5 сут холодовой экспозиции в листьях табака суммарное содержание пигментов снизилось почти на 35%, тогда как у арабидопсиса всего 5%, по сравнению с исходным (до охлаждения).

120 п

° 70-

чО

О4

60 А-1-1-1-1-1—

0 1 2 3 4 5

Длительность охлаждения, сут

Рисунок 2 - Действие низкой температуры (2оС - для арабидопсиса, 8оС - для табака) на суммарное

содержание пигментов (Хл а, Хл Ъ и Кар) в листьях.

Проведенные исследования показали высокую холодочувствительность фотосинтетического аппарата теплолюбивого растения табака, выражающуюся в существенном снижении содержания пигментов в условиях гипотермии. В отличие от табака, фотосинтетический аппарат арабидопсиса в условиях длительного воздействия низкой закаливающей температуры показал более высокий адаптационный потенциал к гипотермии, связанный с увеличение содержания пигментов в листьях.

Список использованной литературы:

1. Андрианова Ю.Е., Тарчевский И.А. Хлорофилл и продуктивность растений.- М., 2000.-135 с.

2. С.В.Климов, В.Н.Попов, И.М.Дубинина, Бураханова Е.А., Трунова Т.И. (2002) Пониженная холодостойкость теплолюбивых растений связана с ингибированием ассимиляции CO2 в листьях и накопления сахаров в корнях // Физиология растений. - Том 49; № 6.- C.871-877.

3. Власова Т.А., Гавриленко В.Ф., Ермаков И.П., Жигалова Т.В., Маркарова Е.Н., Матвеева Н.П., Тукеева М.И., Харитоношвили Е.В. Малый практикум по физиологии растений: Уч. пособие. Под ред. акад. А.Т. Мокроносова. М.: Изд-во МГУ. 1994. 184 с.

УДК 572

Бахолдина Варвара Юрьевна,

доктор биол. наук, профессор МГУ, г. Москва, РФ vbaholdina@mail.ru Благова Ксения Николаевна, магистр, аспирантка МГУ ksenyabobrovamsu@gmail.com Мовсесян Алла Арменовна, доктор биол. наук, вед. науч. сотр. МГУ

г. Москва, РФ amovsessyan@gmail.com

ОСОБЕННОСТИ ПИТАНИЯ И АДАПТАЦИЯ СТУДЕНТОВ ИЗ КИТАЯ К ЖИЗНИ

И УЧЁБЕ В РОССИИ

Аннотация

Студенты, приехавшие на учёбу в Россию, испытывают трудности с адаптацией, сходные с теми, с которыми сталкиваются иммигранты из их страны. Питание является частью процесса адаптации и в значительной степени влияет на физическое состояние студентов.

Ключевые слова

Питание; адаптация; индекс массы тела.

Проблема адаптации студентов к жизни и учёбе в чужой стране актуальна для современной ситуации, когда миграционные процессы становятся с каждым годом всё более интенсивными, и в них вовлекаются большие массы молодёжи, значительную часть которой составляют студенты. Сам процесс адаптации связан

Текст научной работы на тему «Изменение содержания фотосинтетических пигментов при адаптации холодостойких и теплолюбивых растений к низкой температуре»