Автореферат (1103542), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Суспензиюперемешивали в течение 1 часа, фильтровали, и полученный экстракт использовали для опрыскивания растений. Измерения производили через 2-4дня после второй обработки.Опрыскивание проростков пшеницы водным экстрактом из Reynoutriasachalinensis вызвало небольшое увеличение содержания хлорофилла (таблица 2). Эти данные согласуются с данными (Herger, Klingauf, 1990). Интересентот факт, что увеличение содержания хлорофилла сопровождалось уменьшением отношения хлорофилл а/хлорофилл b (таблица 2). Известно, что хлорофилл а преимущественно входит в состав коровых комплексов реакционныхцентров первой и второй фотосистемы, тогда как хлорофилл b преимущественно связан с светособирающим комплексом второй фотосистемы (Vermaas,1993).
Таким образом, уменьшение соотношения хлорофилл а/хлорофилл b вобработанных растениях свидетельствует об увеличении числа светособирающих пигментов в расчете на количество реакционных центров.Таблица 2. Физиологические и биофизические показатели листьев пшеницы,обработанной водным экстрактом из Reynoutria sachalinensis. Все отличияявляются достоверными с уровнем значимости 0,05.ПоказательКонтроль Reynoutria sachalinensisСодержание хлорофилла мг/г сырой0,790,83биомассыОтношение хлорофилл а/хлорофилл b2,802,65Скорость выделения O2, мл О2/(мг1,101,37хлорофилла в час)(FM - FT)/FT (медленная индукция0.891.13флуоресценции)P/P0 (фотоиндуцированные изменения1,00,75величины сигнала I ЭПР)Было установлено увеличение фотосинтетической активности (скорости выделения О2 в расчете на хлорофилл) в листьях растений, обработанныхэкстрактом из Reynoutria sachalinensis (таблица 2).
Опрыскивание растенийэкстрактом привело к увеличению отношения (FM - FT)/FT медленной индукции флуоресценции (таблица 2), которое было обусловлено возрастанием FM.Увеличение FM, в свою очередь, может быть связано с частичным снятиемнефотохимического тушения флуоресценции за счет более активного синтеза15АТФ и уменьшения градиента протонов на мембране тилакоидов. Увеличение синтеза АТФ, с одной стороны, ведет к ускорению транспорта электронов, а с другой, – к общему увеличению фотосинтетической активности. Обускорении электронного транспорта между фотосистемами свидетельствеуттакже уменьшение параметра P/P0 фотоиндуцированных изменений величины сигнала ЭПР I от окисленных реакционных центров первой фотосистемыP700+ (таблица 2, данные получены Б.В.
Трубициным)Типичные кривые термолюминесценции контрольных и обработанныхэкстрактом растений приведены на рис.13. У обработанных растений возрастала интенсивность термолюминесценции в области пика А и уменьшалась вобласти пиков B и С. Эти данные указывают на то, что экстракт оказываетстимулирующее действие на кислород-выделяющую систему, ускоряя переход S2 – S3.Рис. 13. Термолюминесценция листьев пшеницы, обработанной воднымэкстрактом из Reynoutria sachalinensis: а – контроль, б – обработанныерастения.В разделе 3.4 приведены данные по действию на термолюминесценциюхлоропластов бобов пероксида водорода, – одного из веществ, участвующихв реакциях системной приобретенной устойчивости растений к патогенам.Увеличение термолюминесценции в области пика А (рис.14) свидетельствует о стимулирующем действии пероксида водорода на комплекс второй фотосистемы (увеличении скорости восстановления первичных хиноновых акцепторов).В четвертой главе приведены результаты опытов с растениями, находящимися в неблагоприятных экологических условиях: (1) произрастающими вблизи крупных транспортных магистралей и (2) подверженными воздействию солевых антифризов, используемых для борьбы с гололедом.16контрольпероксид водородаИнтенсивность ТЛ, усл.
ед.0,70,60,50,40,30,20,10-50-30-10103050700Температура, СРис. 14. Термолюминесценция суспензии хлоропластов из листьев бобовпри добавлении пероксида водорода.В разделе 4.1 исследованы биофизические показатели листьев двух- итрехлетних сеянцев клена остролистного Acer platanoides L. в зависимости отрасстояния до крупных транспортных магистралей: Университетского проспекта и проспекта Вернадского г.
Москвы.Установлено, что отношение FM/FT медленной индукции флуоресценции претерпевает немонотонные изменения по мере удаления от перекресткапроспектов вглубь парка (рис.15, кривая 1). При этом содержание хлорофилла на единицу сырой массы листа монотонно увеличивалось (кривая 2), а количество реакционных центров первой фотосистемы, оцениваемое по величине сигнала ЭПР I от окисленных центров Р700+, оставалось приблизительнона одном уровне (Караваев и др., 2001).
Можно сделать вывод, что низкоесодержание хлорофилла и пониженные значения FM/FT вблизи перекрестка(5-35 м) обусловлены негативным влиянием выхлопных газов автомобилей,останавливающихся у светофора. Уменьшение FM/FT вдали от перекрестка(50-65 м) может быть связано с ослаблением фотосинтеза, обусловленнымпостепенным затенением сеянцев деревьями (кривая 3, освещенность науровне сеянцев определяли с помощью фотодиода).В качестве параметра термолюминесценции использовали относительные светосуммы полосы А (SA/Sобщ) в интервале температур от –300С до 00Си полосы С (SC/Sобщ) в интервале от 400С до 800С.
Установлено, что по мереприближения к перекрестку значения SA/Sобщ, как и FM/FT, уменьшались, азначения SC/Sобщ увеличивались (Солнцев и др., 2001). Кинетику фотоиндуцированных изменений величины сигнала ЭПР I характеризовали временемτ1/2 роста сигнала ЭПР I после включения белого света. Было показано, что17значения τ1/2 понижались от 2 мин.
для растений, удаленных на расстояние 30м от перекрестка, до 10 с для самых близких к дороге образцов (Солнцев идр., 2001) (данные получены В.В. Птушенко). Предполагается, что эти изменения также обусловлены неблагоприятным влиянием транспортных магистралей с интенсивным движением автомобилей.2биомассы; освещенность, усл.ед.FM /FT; содержание хлорофилла, мг/г сырой4321130010203040506070Расстояние от перекрестка, мРис.15. Изменения параметра FM/FT медленной индукции флуоресценции (1), содержания хлорофилла в листьях клена (мг на 1 г биомассы)(2) и освещенности листьев (усл. ед.) (3) при удалении вглубь парка отпересечения Университетского проспекта и проспекта Вернадского.В разделе 4.2 представлены результаты по исследованию действия нафотосинтетический аппарат растений солевого антифриза ХКМ и природного полисахарида хитозана.
Хитозан был выбран по двум причинам: из-за егоэлиситорных свойств (Кривцов и др., 1996) и возможности его использованиядля фиторемедиации – очистки почв от тяжелых металлов с помощью растений (Азовцева, 2004).Измерения медленной индукции флуоресценции и термолюминесценции проводили на трехнедельных проростках пшеницы, выращенных в следующих условиях. В смешанные образцы городской почвы, классифицированной как урбанозем – реплантозем (по Строгановой, 1997), массой по 200 гбыло посеяно по 20 зерен пшеницы сорта «Любава». В первом варианте опыта в почвенный образец был внесен водный раствор солевого антифриза18хитозан иантифризхитозанантфризфон(FM-F T)/FTХКМ в количестве 0,4% антифриза от массы почвы.
Во втором варианте впочву было внесено 10 мл 0,05% раствора хитозана. В третьем варианте впочву были внесены одновременно ХКМ и хитозан в указанных количествах.В качестве контроля использовали почву в естественном состоянии. Хитозани антифриз вносили в почву три раза с недельным интервалом. Первый разэти вещества вносили непосредственно перед посадкой семян.Результаты измерений медленной индукции флуоресценции листь1,20ев растений, обработанных ХКМ и1,10хитозаном, представлены на рис. 161,00(уровень значимости 0,2). При вне0,90сении в почву солевого антифризаХКМ наблюдалось уменьшение па0,80раметра (FM – FT)/FT медленной ин0,70дукции флуоресценции, что свиде0,60тельствует о понижении фотосинте0,50тической активности.
Внесение впочву хитозана вызывало увеличение0,40значений (FM – FT)/FT (повышениюфотосинтетической активности). Приодновременном внесении в почвуХКМ и хитозана значения (FM –FT)/FT были понижены по сравнениюРис. 16. Изменения параметра с фоном, но выше, чем при внесении(FM - FT)/FT медленной индукции в почву только антифриза.флуоресценции листьев пшеницыВнесение в почву солевого анпри внесении в почву антифриза и тифриза приводило к уменьшениюхитозана.термолюминесценции в области полосы А и сильному росту пика В(рис.17). При этом происходило смещение температуры максимума пика В вобласть более высоких температур. Это смещение можно объяснить, исходяиз представлений о составной природе пика В (он состоит из пиков В1 (низкотемпературный компонент) и В2 (высокотемпературный компонент)).
Придобавлении в почву ХКМ происходило усиление пика В2 и ослабление В1(рис.17). Можно предположить, что этот эффект вызван частичным блокированием перехода кислород-выделяющей системы из состояния S2 в состояниеS3. Подтверждением этого предположения служит уменьшение термолюминесценции в области полосы А, источником которой является рекомбинацияпары зарядов QA-S3+.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют обугнетающем воздействии солевого антифриза на фотосинтетический аппаратрастений.Внесение в почву хитозана приводило к общему уменьшению интенсивности термолюминесценции листьев растений (рис.17), связанному, какпредполагается, с увеличением скорости безизлучательной дезактивацииэнергии. При одновременном внесении в почву солевого антифриза ХКМ и19хитозана наблюдалась практически такая же кривая термолюминесценции,как и у контрольных образцов. Интенсивности пиков А и В не изменились,но сами они незначительно сместились в область более низких температур.Предполагается, что это связано с восстановлением и даже небольшим ускорением (по сравнению с фоном) скорости перехода кислород-выделяющейсистемы из состояния S2 в состояние S3.контрольХКМхитозанхитозан и ХКМИнтенсивность ТЛ, усл.ед.1,210,80,60,40,20-80-60-40-200204060800Температура, СРис.
17. Термолюминесценция листьев пшеницы при внесении в почвуантифриза и хитозана.Таким образом, внесение в почву хитозана нейтрализует действие солевого антифриза. По всей видимости, это происходит еще в почве, так каких действие на ТЛ листьев растений не аддитивно. По отдельности ониуменьшают термолюминесценцию в области пика А, а действуя совместновлияют на него мало. На основании полученных данных можно рекомендовать использование хитозана для компенсации негативного действия солевого антифриза ХКМ на растения.Выводы1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
