Автореферат (1105089), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

1 – после 5 минтемновой адаптации; 2 – после10 мин освещения.опытов с проростками бобов, выращенных припониженной освещенности. В экспериментеиспользовалиметодикупоследовательнойрегистрации спектров флуоресценции. Спектрырегистрировали после 5 мин темновой адаптации и10 мин освещения синим светом (λ = 450 нм). У10растений, выращенных при нормальном освещении, интенсивность обоихпиковспектра после 10 мин освещения снижалась вследствие явления индукциифлуоресценции (рис.

3, а). При этом показатель F740/F685 увеличивался из-заизменения формы спектра и увеличения вклада длинноволнового пика.Одной из причин этого эффекта является перераспределение энергиивозбуждения между ФС в пользу ФС1 за счет увеличения ее светособирающейантенны при фосфорилировании белков светособирающего комплекса 2 (ССК2) [2].При понижении интенсивности освещения при выращивании растений относительноетушение флуоресценции уменьшается и при освещенности 20÷30 лк (рис. 3, в) и нижепрактически отсутствует. Это, очевидно, связано с постепенным понижениемфотосинтетической активности в расчете на хлорофилл по мере затенения растений[3,4], а также, возможно, с уменьшением нефотохимического тушения флуоресценцииза счет увеличения размеров светособирающей антенны в расчете на одинреакционный центр [5].Значения для спектров флуоресценции, полученных после 5 мин темновойадаптации и после 10 мин освещения, постепенно уменьшались по мере затенениярастений и снижения содержания хлорофилла (рис.

3). Предполагается, что механизмположительной корреляции между стационарными значениями  = F740 / F685 исодержанием хлорофилла в листе связан с эффектом перепоглощения болеекоротковолновой флуоресценции, испущенной хлорофиллом, ассоциированным сФС2 [2]. В данных условиях эксперимента выявлена линейная зависимость стац отсодержания хлорофилла в расчете на сырую массу листа (рис. 4): стац = k [Хл] + 0;0 < 0,05, k ≈ 1,13 ± 0,07 (г сырой массы листа на 1 мг хлорофилла). Коэффициенткорреляции составил r = 0,986, р > 0,95.В разделе 3.2 исследованы флуоресцентные показатели листьев дуба вусловиях осенней деградации хлорофилла. По мере понижения содержанияхлорофилла наблюдалось возрастание и последующее уменьшение интенсивностифлуоресценции на длине волны 685 нм, а также изменение в соотношении пиков, такчто отношение F740 / F685 постепенно уменьшалось.

Установлена линейнаязависимость между отношением ω = F740/F685 и содержанием хлорофилла в широкомдиапазоне изменений [Хл] (рис. 5); коэффициент корреляции для n = 25экспериментальных точек составил r = 0,96 (р > 0,95). Пересчет наших данных всоответствии с работой [6] свидетельствует о хорошем совпадении результатов,полученных на листьях дуба, с результатами, полученными на других древесныхпородах [6].Значения коэффициента Fv/Fm оставалась практически неизменными (около0,75) вплоть до значительного (в три-пять раз) уменьшения содержания хлорофилла в11листе, что свидетельствует о сохранении высокой фотохимической активностифотосистемы 2.

При последующем существенном снижении [Хл] отношение Fv/Fmрезко уменьшалось (рис. 5).Рис. 4. Стационарные значения показателя стац = F740/F685 спектровфлуоресценции листьев бобов в зависимости от содержания хлорофилла (мг на 1 гсырой массы листа). Интенсивность света при выращивании: 1 – 5÷10 лк; 2 – 20÷30лк; 3 – 30÷40 лк; 4 – 150÷200 лк; 5 – 500÷600 лк; 6 – 3000 лк.Рис.

5. Зависимость флуоресцентных показателей ω = F740/F685 и Fv/Fm отсодержания хлорофилла в листьях дуба.12В четвертой главе изучены механизмы защиты фотосинтетического аппаратавысших растений от светового стресса. В этих опытах использовали тенелюбивыйвид традесканции Tradescantia fluminensis, естественными условиями обитаниякоторой являются тропические леса и влажная и затененная местность юговосточной Бразилии. Растения предварительно культивировали в течение 2-3 месяцевв двух различных по освещенности условиях: при низкой интенсивности света (НИС)(50-125 мкЭ м2с1) и высокой интенсивности света (ВИС) (875-1000 мкЭ м2с1).На рис.

6 представлен протокол измерений коэффициентов импульснойфлуориметрии. Время темновой адаптации листа составляло 15 мин, затем в течение30 мин регистрировали индукцию флуоресценции при освещении образца синим иликрасным действующим светом (ДС) различной интенсивности (40, 150 или 500мкЭ м2с1),послечеговыключалиДСиприпомощипериодическихкратковременных вспышек света насыщающей интенсивности регистрировалитемновую релаксацию.Рис. 6. Протокол измерений флуоресценции листьев T. fluminensis с помощьюимпульсного флуориметра PAM-2500 при освещении красным (вверху) и синим(внизу) действующим светом (40 мкЭ м2с1): ИС – измерительный свет, ДС –действующий свет, зигзагообразные стрелки – насыщающие вспышки.13Максимальный квантовый выход ФС2 для образцов, выращенных при разныхинтенсивностях освещения, отличался: значения Fv / Fm для высокой интенсивностибыли меньше аналогичных для низкой в среднем на 12% (табл.

1). Такое снижениемаксимального квантового выхода ФС2 свидетельствует об ингибирующем эффектедлительного воздействия света насыщающей интенсивности на фотосинтетическийаппарат растений. При этом не наблюдалось значительных различий в среднихзначениях Fv / Fm для листьев, использованных в измерениях с разнымиинтенсивностями действующего света, что говорит об однородности используемогоматериала и отсутствии возможных повреждений ФС2, способных повлиять нарезультат эксперимента.Таблица 1. Значения Fv / Fm для растений, выдержанных при низкой и высокойинтенсивности света.Интенсивность ДС,Низкая интенсивность светаВысокая интенсивность светамкЭ м2с1Красный ДССиний ДСКрасный ДССиний ДС400,74 ± 0,010,73 ± 0,010,67 ± 0,030,68 ± 0,011500,77 ± 0,010,76 ± 0,010,61 ± 0,040,67 ± 0,025000,76 ± 0,010,74 ± 0,020,65 ± 0,030,69 ± 0,02Зависимость коэффициента нефотохимического тушения NPQ от времени приосвещении образца имеет двухфазный характер (рис.

7). В первые несколько минутпосле включения ДС развивается быстрая фаза NPQ (qE), связанная с закислениемлюмена и активацией регуляторного белка PsbS. Сразу после включения освещенияпул переносчиков электронов между ФС полностью восстанавливается, однако циклКальвина – Бенсона еще не активен и нециклический транспорт электроновзаблокирован. В этом случае возникает псевдоциклический транспорт электронов,создающий путь оттока электронов и одновременно с этим синтезирующий опасныйдля фотосинтетического аппарата супероксидный радикал Ȯ2Затем следует более медленная фаза (qZ), при которой в зависимости отинтенсивности ДС значение NPQ может снижаться (40 мкЭ м2с1) или увеличиваться(150, 500 мкЭ м2с1). После нескольких минут освещения происходит активацияцикла Кальвина, в котором расходуется АТФ.

Активируется АТФ-синтаза, чтоснижает градиент pH на мембране тилакоидов [7]. В условиях низкой интенсивностиДС это приводит к снижению уровня NPQ. При более сильном ДС активация циклаКальвина не способна решить проблему избытка энергии и высокого градиента pH ивсе дополнительные механизмы нефотохимического тушения включаются в процессзащиты фотосинтетического аппарата от повреждения [8]. Уровень NPQ после 30 мин14освещения(qst.st.)отражаетактивностьпроцессов,направленныхнаперераспределение энергии возбуждения между фотосистемами и преобразованиеизбытка энергии в тепло, а также степень фотоингибирования.Рис. 7.

Характерные изменения коэффициентов нефотоxимичеcкого тушенияфлуоресценции хлорофилла a в листьях растений T. fluminensis, выдержанных принизкой (а,б) и высокой (в,г) интенсивности освещения, под действием красного(слева) и синего (справа) действующего света (500 мкЭ м2с1).После получасовой темновой релаксации величина NPQ значительноснижается, однако остается отличной от нуля. Данную медленно релаксирующуюкомпоненту нефотохимического тушения принято связывать с фотоингибированием(qI). Вклад в величину qI может вносить не только повреждение пигмент-белковыхкомплексов избыточным возбуждающим излучением, но и медленные обратимыепроцессы фотозащиты (образование зеаксантина или avoidance-эффект).Исследователями предпринимались попытки разделения вкладов эффектовповреждения и защиты в qI [8,9].

Изучение флуоресценции экстрактов листьев ячменяпри 77 К [8] показало, что время релаксации qI возрастает по сравнению сэкспериментами на листьях при комнатной температуре. Было сделанопредположение, что в развитие qI вносят вклад два процесса: первый с временемрелаксации 30-60 с участвует в тушении флуоресценции при комнатной температуре и15исчезает при 77 К, второй, намного более медленный,  проявляется только привысоких интенсивностях возбуждающего света и низких температурах.На рис.

Характеристики

Список файлов диссертации