Автореферат (1105089)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТимени М.В.ЛОМОНОСОВАФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТНа правах рукописиКАЛМАЦКАЯ ОЛЕСЯ АЛЕКСЕЕВНАФЛУОРЕСЦЕНТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЛИСТЬЕВ РАСТЕНИЙ:ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ОСВЕЩЕНИЯ И ОБРАБОТКИФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИСпециальность 03.01.02 – БиофизикаАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукМосква  2017Работа выполнена на кафедре общей физики физического факультета МГУимени М.В.ЛомоносоваНаучный руководитель:Караваев Владимир Александровичдоктор физико-математических наук, профессор,профессор Физического факультета МГУ имениМ.В.ЛомоносоваОфициальные оппоненты:Иванов Борис Николаевичдоктор биологических наук, заведующийлабораторией ИФПБ РАНПащенко Владимир Захаровичдоктор физико-математических наук, профессор,профессор Биологического факультета МГУимени М.В.ЛомоносоваФадеев Виктор Владимировичдоктор физико-математических наук, профессор,профессор Физического факультета МГУ имениМ.В.ЛомоносоваЗащита диссертации состоится «16» ноября 2017 года в 15:30 на заседаниидиссертационногосоветаМГУ.01.04Московскогогосударственногоуниверситета имени М.В.Ломоносова по адресу: 119991 Москва, Ленинскиегоры, д.

1, стр. 2, физический факультет МГУ.С диссертацией можно ознакомиться в отделе диссертаций научной библиотекиМГУ имени М.В.Ломоносова (Ломоносовский просп., д.27) и на сайте ИАС«ИСТИНА» http://istina.msu.ru/dissertation_councils/councils/28357490Автореферат разослан «___» _____________ 2017 года.Ученый секретарь диссертационного совета МГУ.01.04,кандидат технических наук2Сидорова А.Э.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность исследования.Растения являются компонентами биосферы, которые выполняют важнейшуюроль всинтезе органических веществ, используемых живыми организмами.Результатом их жизнедеятельности является также наличие кислорода в атмосфере вконцентрации, достаточной для существования аэробных организмов. Растениявыполняют огромную геохимическую работу, обусловленную, прежде всего, ихспособом минерального питания и водообмена.

Особую роль в жизни растительногоорганизма играют фотосинтетические реакции, происходящие в хлоропластах. Врезультате этих реакцийустанавливается система прямых и обратных связей,имеющихзначениесущественноевподдержанииклеткикакцелостнойфункциональной единицы, гибко приспосабливающейся к действию различныхэндогенных и экзогенных факторов.В настоящее время в основном установлены состав и структурафотосинтетического аппарата растений, исследованы механизмы отдельных реакцийфотосинтеза, начиная от поглощения света, переноса энергии возбуждения креакционным центрам, электронного транспорта, синтеза АТФ и кончаябиохимическими реакциями цикла Кальвина – Бенсона. Вместе с тем, вопрос орегуляторных механизмах, обеспечивающих оптимальное функционированиефотосинтетического аппарата, его адаптацию к изменяющимся внешним условиям,устойчивость к многочисленным стрессовым факторам, в значительной степениостается еще открытым.

В наибольшей степени эти регуляторные механизмыпроявляются в индукционных эффектах, наблюдаемых, например, при включенииосвещения после периода темноты.В последние годы для изучения структурно-функциональной организациифотосинтетического аппарата растений активно используются флуоресцентныеметоды. Среди них – метод, основанный на регистрации спектров флуоресценциилистьев растений, а также метод импульсной флуориметрии, получивший широкоераспространение после начала промышленного производства импульсныхфлуориметров семейства РАМ (Pulse Amplitude Modulation fluorometer).

Вместе с тем,по-прежнему актуальной остается проблема однозначной интерпретации результатов,получаемых этими методами, и установление количественных взаимосвязей междуфлуоресцентными характеристиками растений, с одной стороны, и функциональнойактивностью фотосинтетического аппарата, − с другой. Известно, например, чтоформа спектра флуоресценции зеленого листа отражает содержание в немхлорофилла. Вместе с тем, соотношение максимумов в длинноволновой области3спектра существенно зависит от множества других факторов, влияющих на общеефизиологическое состояние растения.В связи с этим представляет интерес совместное использование обоих этихметодов (спектров флуоресценции и импульсной флуориметрии) для изученияфотосинтезирующихобъектов,находящихсяводнихитехже,строгоконтролируемых экспериментальных условиях.

Перспективным также, с точки зренияинтерпретации результатов, является изучение флуоресцентных характеристикрастений, обработанных веществами с известным избирательным действием нафотосинтез.В данной работе указанные выше флуоресцентные методы были использованыдля решения ряда задач, каждая из которых представляет самостоятельный научный ипрактический интерес. Эти задачи связаны с изучением особенностейфотосинтетического аппарата растений, находящихся в различных физиологическихусловиях: после выращивания при пониженной освещенности; в условиях осеннейдеградации хлорофилла; после продолжительной адаптации к высокой и низкойосвещенности; после обработки фторидом натрия, известным своим ингибирующимдействием на фермент фосфатазу; после обработки рострегулирующими препаратами,перспективными с точки зрения их использования в сельскохозяйственной практике.Цель и задачи исследования.Цель работы заключалась в выяснении взаимосвязи между изменениямифлуоресцентных показателей листьев растений, с одной стороны, и структурнофункциональных характеристик фотосинтетического аппарата, − с другой.

В ходевыполнения диссертационной работы были поставлены и решены следующие задачи:1. Изучение спектров флуоресценции листьев растений при разном содержаниихлорофилла. В качестве основного объекта исследований были выбраны растениябобов, выращенные при пониженной освещенности. Предполагалось исследоватькорреляцию между соотношением максимумов F2/F1 флуоресценции хлорофилла вдлинноволновой области спектра, с одной стороны, и содержанием хлорофилла влисте, − с другой. Для выяснения того, насколько данная корреляция являетсяуниверсальной, предполагалось исследовать спектры флуоресценции листьев дуба вусловиях осенней деградации хлорофилла и сопоставить их со спектрами,известными из литературы и полученными на других древесных породах.2.

Измерениекинетикифлуоресценции,коэффициентовфотоинефотохимического тушения флуоресценции листьев традесканции, растения которойв течение длительного времени (2–3 месяца) выдерживали в одном случае на сильном(ФАР = 875-1000 мкЭ м2с1), авдругом – на относительно слабом свету() ФАР – фотосинтетически активная радиация4(ФАР = 50-125 мкЭ м2с1). В этих опытах предполагалось выявить адаптационныеизменения в структурно-функциональной организации фотосинтетического аппарата,направленные на формирование механизмов его защиты от фотоповреждения.3. Измерение кинетики флуоресценции хлорофилла а в листьях бобов,обработанных фторидом натрия – веществом с известным избирательным действиемна фотосинтез.

Фторид натрия – ингибитор фосфатазы и, таким образом, долженвлиять на распределение энергии возбуждения молекул-пигментов междуфотосистемами. Предполагалось выявить закономерности в изменении основныхфлуоресцентных показателей, регистрируемых методом импульсной флуориметрии, идать их интерпретацию с точки зрения упомянутого выше воздействия NaF нафотосинтетический аппарат.4. Изучение флуоресцентных и физиологических характеристик растений(тритикале, лен-долгунец), семена и проростки которых были обработаны рядомрострегулирующих препаратов (совместно с сотрудниками РГАУ – МСХА имени К.А.Тимирязева). В этих опытах предполагалось сопоставить изменения флуоресцентныхпоказателей (отношение ω = F2/F1 максимумов в спектре флуоресценции, показатель(FM−FT)/FT,характеризующийфотосинтетическуюактивность)растений,обработанных этими препаратами, с изменением физиологических показателей,включая конечную сельскохозяйственную продуктивность.Научная новизна работы.Впервые проведено количественное сопоставление спектров флуоресценциилистьев растений (бобы, дуб) и индукционных изменений флуоресценции,регистрируемых методом импульсной флуориметрии, на растениях, находящихся водних и тех же экспериментальных условиях, в широком диапазоне изменениясодержания хлорофилла в листе.Впервые, с использованием метода импульсной флуориметрии, изученыфункциональные изменения в фотосинтетическом аппарате растений (на примеретрадесканции), связанные с их длительной адаптацией к высокой и низкойосвещенности и направленные на формирование механизмов защиты отфотоингибирования.Впервые, с использованием флуоресцентных методов исследования, установленостимулирующее действие ряда рострегулирующих препаратов (эпин, циркон, ЭкоФус)на фотосинтетический аппарат растений тритикале и льна-долгунца.

Также впервыепоказано, что увеличение флуоресцентных показателей, связанных с регистрациейспектров флуоресценции и индукционных изменений флуоресценции листа,сопровождается увеличением физиологических показателей (содержание хлорофилла,5высота растений) и в конечном итоге – повышением урожайности данныхсельскохозяйственных культур.Методы исследованияКинетики флуоресценции измерялись при помощи импульсного флуориметраPAM-2500 (Walz, Германия), регистрацию спектров флуоресценции проводили спомощью спектрофлуориметра Solar CM2203 (Белоруссия). Для определениясодержания хлорофилла использовали ацетоновые вытяжки с последующимизмерением спектров поглощения на спектрофотометре AE-UV1602.Практическое значение работыРазработанная в работе методика последовательной регистрации спектровфлуоресценции листьев растений может быть использована при решении широкогокруга прикладных задач биофизики фотосинтеза и физиологии растений.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации