Автореферат (1154472), страница 3
Текст из файла (страница 3)
в режимечередования освещения свет-темнота.Время освещения, мсРисунок 1. Индукционные кривые быстрой (кривая 1) и замедленнойфлуоресценции (кривая 2) и окислительно-восстановительные реакции ФС Ι (кривая 3)после освещения листовых пластинок пшеницы, адаптированных в течение 1 часа втемноте. Стрелками указаны характеристические точки индукционных кривых.Индукционные кривые измерены одновременно на приборе M-PEA-2.Для измерения кинетики окисления и восстановления Р700 была использованавысокочувствительная установка с регистрацией изменений пропускания при 820 нм.Образец освещали актиничным светом (700 нм) с интенсивностью 5000 мкмольквантов∙м-1с-2 в течение 20 мс, и после выключения света регистрировали кинетикувосстановления P700+.Спектры поглощения регистрировали на приборе с интегрирующей сферой набазе спектрометра USB2000 (Ocean Optics, США) и на спектрофотометре HITACHI-557(Япония).
Спектры испускания, спектры возбуждения флуоресценцииизатуханиефлуоресценции регистрировали с помощью спектрофлуориметра Fluorolog-3 (HoribaJobin Yvon).Определение размера наночастиц проводили с использованием анализатораZetaSizer Nano ZS (Malvern Instruments Ltd., Великобритания).Программное обеспечение. Измеренные сигналы флуоресценции обрабатывали сиспользованием программного обеспечения M-PEA-data-analyzer V.5.2 (София,Болгария).
Статистические расчеты проведены с помощью пакета Statistica v.10(StatSoft, Inc., США). Проверка статистических гипотез на сравнение двух независимыхвыборок осуществлялась непараметрическим критерием Mанна-Уитни, уровеньзначимости принят за P<0,05. А также с помощью метода группирования выборок снаименее значимой разницей - LSD (α = 0,05). Для определения тесноты идостоверности связи между параметрами применяли критерий корреляции Спирмена.Измерения проводились в пятикратной повторности. Перед измерением все образцывыдерживали в темноте в течение 30 мин.9ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ3.1. Оценка влияния гуминовых веществ на световые реакции фотосинтезазеленой микроводоросли Scenedesmus quadricaudaВ главе 3 приведены данные о влиянии ГВ на скорость роста и реакциифотосинтеза микроводоросли S. quadricauda.
Ранее подобные исследования непроводились. Влияние ГВ на скорость роста микроводоросли S. quadricauda оценивалипо изменению параметра флуоресценции (FO), который связан с обилием клетокмикроводоросли (Маторин Д.Н., Рубин А.Б., 2012). Обнаружено, что ГВ черноземныхпочв в нормальных условиях обладали слабовыраженным стимулирующимвоздействием на рост микроводоросли (Рисунок 2).Fo, в % от контроля115c110105abab1009590контрольФКГКА100908070605040302010021Б23NPQ, отн.ед.ETR, отн.ед.Рисунок 2. Количество клеток микроводоросли S. quadricauda, рассчитанное поизменению параметра FO при добавлении ГК и ФК черноземных почв (10 мг/л) через 72ч инкубации.Изменения в функционировании фотосинтетического аппарата при действии ГВисследовали с помощью световых зависимостей параметров флуоресценции (Рисунок3). Обнаружили, что внесение ГВ приводит к увеличению скорости нециклическогоэлектронного транспорта фотосинтеза (ETR) (Рисунок 3А).
При этом ГК черноземныхпочв в большей степени стимулировали электронный транспорт по сравнению с ФК.Также установлено, что ГК влияют на состояние фотосинтетических мембран, чтопривело к увеличению нефотохимического тушения флуоресценции (NPQ),отражающего изменение электрохимического протонного градиента на мембране(Рисунок 3Б). ФК практически не оказывали воздействие на состояниефотосинтетических мембран. Предположение о возможном влиянии ГК на мембраныклеток ранее высказывались в литературе (Garcia A.C. et al., 2016; Gholami H. et al.,2013; Olaetxea M.
et al., 2016; Seyedbagheri M.M., 2010).31.52110.5002004006008001000Освещенность, мкмоль квантов/м²·с02004006008001000Освещенность, мкмоль квантов/м²·сРисунок 3. Изменения световых кривых параметров флуоресценциимикроводоросли S. quadricauda при влиянии ГК и ФК черноземных почв в10концентрации 10 мг/л и времени инкубации 24 часа. А – относительная скоростьнециклического фотосинтетического электронного транспорта (ETR), Б –нефотохимическое тушение флуоресценции в мембранах (NPQ). 1 – контроль, 2 – ФКчерноземных почв, 3 – ГК черноземных почв.Детальное исследование воздействия ГВ на световые реакции фотосинтеза былопроведено при регистрации индукционных кривых флуоресценции в миллисекундноминтервале времени, после включения действующего света.
Измерение флуоресценциина разных фазах кривой позволяет судить о постепенном восстановлении переносчиковэлектронов между двумя ФС (Strasser R.J. et al., 2004). В таблице 2 приведеныпараметры, рассчитанные из индукционных кривых флуоресценции хлорофилла клетокмикроводорослей в присутствии ГВ. Эксперименты показали, что ГВ могут оказыватьстимулирующее воздействие на функционирование фотосинтетического аппаратамикроводорослей. Это отражено в изменении параметра FV/FM – максимальногоквантового выхода ФС II, связанного с разложением Н2О и выделением О2.
Значениеданного параметра в присутствии ГК увеличивалось до 11 %. При этом ФК не оказаливыраженного стимулирующего воздействия.Таблица 2. Параметры флуоресценции хлорофилла микроводоросли S.quadricauda при воздействии ГВ черноземных почв в концентрации 10 мг/л и времениинкубации 24 часа. В таблице представлена медиана выборки при n=5, уровеньзначимости отличий принят за P<0,05(*). % – процентное изменение от контроля.Значение параметров флуоресценции в присутствии ГВПараметрFV/FMφEoPIABSABS/RCDIO/RCКонтрольФК черноземных почвГК черноземных почв0,53(100%)0,29(100%)0,57(100%)2,4(100%)1,1(100%)0,54(102%)0,30(103%)0,66*(116%)2,3(96%)1,0(91%)0,59(111%)0,37*(128%)1,3*(228%)1,9*(79%)0,77*(70%)Параметр индекса производительности (PIABS) в присутствии ГК увеличивалсявдвое, что говорит о степени увеличения функциональной активности ФС II.
Этопроисходит из-за повышения доли активных РЦ и снижения тушения возбужденныхсостояний в светособирающей антенне. Повышение доли активных РЦ приводит куменьшению размера светособирающей антенны на один РЦ (ABS/RC). Увеличениеактивных РЦ и квантовой эффективности переноса электронов от QA- (φEo) приводит кснижению нефотохимических потерь световой энергии при фотосинтезе (DIO/RC).Исследование параметров индукционных кривых флуоресценции показало, что ГВмогут оказывать стимулирующее воздействие на рост и функционированиефотосинтетического аппарата микроводоросли S. quadricauda.
Определение измененийэффективности процессов фотосинтеза по параметрам индукции флуоресценции можетбыть предложено для оценки степени влияния различных ГВ на фототрофныеорганизмы.113.2. Начальные нарушения фотоситетического аппарата у микроводорослиPhaeodactylum tricornutum в присутствии ионов хромаИоны хрома широко применяются в металлообрабатывающей, кожевенной,текстильной, химической, лакокрасочной, пиротехнической промышленности, а такжеони рекомендованы в биотестировании.
Детальное исследование воздействия ионовхрома на световые реакции фотосинтеза морской микроводоросли P. tricornutum ранее непроводилось. Ввиду этого было исследовано влияние ионов хрома на скорость роста ипараметры флуоресценции хлорофилла морской микроводоросли P. tricornutum. Прииспользовании прямого счета клеток в камере Горяева было показано, что ионы хромамогут сильно ингибировать скорость роста морской микроводоросли P.
tricornutum,начиная с концентрации 2,5 мг/л (Рисунок 4).Количество клеток, кл/мл12,000,000110,000,00028,000,0006,000,00034,000,00042,000,000001234567Время культивирования, суткиРисунок 4. Изменение прироста численности клеток (N) P. tricornutum в течение 7суток инкубации в зависимости от концентрации K2Cr2O7. 1 – контроль, 2 – 2,5 мг/л, 3 –5 мг/л, 4 – 10 мг/л.Ранее отмечалось, что интенсивность флуоресценции (FО) коррелирует ссодержанием хлорофилла и может служить показателем численности клеток водорослей(Matorin D.N. et al., 2013). Результаты наших экспериментов показали, что тест-функцияприроста численности клеток водорослей (N) и показатели флуоресценции (FО), хорошосогласуются друг с другом с коэффициентами корреляции не меньше 0,98.
Этот фактподтверждает возможность использования показателя флуоресценции (FО) длябиотестирования морских вод с использованием микроводоросли P. tricornutum вкачестве тест-объекта.Спектры поглощения суспензий микроводорослей практически не изменялись прикоротком (24 ч) времени инкубации, что свидетельствует об отсутствии влияния ионовхрома на пигментный аппарат. Однако при более длительной инкубации фиксировалиотносительное увеличение поглощения в области каротиноидов (430– 480 нм) посравнению с контролем (Рисунок 5), что обычно происходит при действии стрессовыхфакторов.Для детальной оценки изменений фотосинтетической активности в клетках P.tricornutum на приборе M-PEA-2 были одновременно измерены индукционные кривыебыстрой и замедленной флуоресценции, а также редокс-состояния Р700 вмиллисекундном интервале времени (Рисунок 6).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
