Автореферат (1154472), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Исследование параметров быстройфлуоресценции показало, что одно из первых мест воздействия соединенийшестивалентного хрома локализовано на акцепторной части ФС II. Это наглядно12отражает параметр квантового выхода электронного транспорта в ФС II (φEo), значениекоторого в присутствии ионов хрома снижалось (Таблица 3).Ингибирующее воздействие отражает общий показатель флуоресценции PI ABS,который имеет более низкие показатели у обработанных хромат-ионамимикроводорослей, что указывает на низкую функциональную активность ФС II. Этопроисходит в основном из-за снижения доли активных РЦ и повышения тушениявозбужденных состояний в светособирающей антенне. Происходит уменьшениеэффективности передачи энергии возбуждения со светособирающего комплекса на РЦ,что сопровождается увеличением рассеивания неиспользуемой световой энергии(DIО/RC).Рисунок 5.
Спектры поглощения клеток микроводоросли P. tricornutum придействии различных концентраций K2Cr2O7: 1- контроль, 2 – 6 - клетки инкубировали 72ч в присутствии K2Cr2O7 (2,5; 5; 10; 15; 25 мг/л, соответственно). Спектры нормированына красный максимум хлорофилла а при длине волны 678 нм.В условиях стресса, вызванного различными причинами (Гольцев В.Н. c соавт.,2014; Lazаr D., Schansker G., 2009; Strasser R.J. et. al., 2010), на кривых флуоресценции(примерно на 300 мкс) наблюдается резкий переход от фазы O-J к фазе J-I, собразованием «ступеньки» т.е.
дополнительного пика К (Рисунок 6А). Данный К-пиксвязан с нарушениями на донорной стороне ФС II. При повышенных концентрацияхионов хромана кривой флуоресценции был обнаружен К-пик, описываемыйпараметром VK (Таблица 3), который указывает на нарушения в процессе разложенияводы.Исследование индукции ЗФ показали уменьшение интенсивности флуоресценциимикроводоросли в присутствии ионов хрома (Рисунок 6Б), что возможносвидетельствует об уменьшении формирования электрохимического градиента черезтилакоидную мембрану.Исследуемый токсикант воздействовал на активность ФС I.
Как видно из рисунка6В, микроводоросли при обработке низкими концентрациями хромат-ионов сохраняютспособность пигмента ФС I (Р700) к окислению при включении света. При большихконцентрациях наблюдается существенное подавление реакций окисления Р700 в ФС I.При исследовании кинетики темнового восстановления Р700+, кинетическиекривые были разложены на две компоненты: быструю и медленную. В присутствиихромат-ионов происходило относительное снижение амплитуды быстрой фазывосстановления, что указывает на уменьшение потока электронов от ФС II к Р700+.Амплитуда медленной фазы восстановления с увеличением концентрации ионов хрома13повышалась, что возможно свидетельствует об увеличении скорости циклическогоэлектронного транспорта.Опыты с использованием различных световых режимов показали, что активностьФС II у микроводорослей, выращенных в режиме день/ночь была более чувствительна кдействию хрома, чем активность микроводорослей, выращенных при непрерывномосвещении. Это показывает, что цикл день/ночь, используемый для водорослевыхкультур уменьшает способность клеток регулировать действие хрома на активность ФСII т.е.
световой режим может влиять на токсичный отклик по отношению к хрому, чтоважно учитывать при проведении биотестирования.Таблица 3. Параметры индукции флуоресценции микроводоросли P. tricornutumпосле 24 ч инкубации K2Cr2O7 (2,5; 5; 10; 15; 25 мг/л). В таблице представлена медианавыборки при n=5, уровень значимости отличий принят за P<0,05(*). % – процентноеизменение от контроля.ПараметрКонтрольφEo2,50,29*(81%)0,39*(53%)1,4*(117%)0,11*(110%)0,36(100%)0,74(100%)1,2(100%)0,10(100%)PIABSDIО/RCVKКонцентрация K2Cr2O7, мг/л510150,30*0,31*0,28*(83%)(86%)(78%)0,41*0,40*0,33*(55%)(54%)(45%)1,7*1,8*1,8*(142%)(150%)(150%)0,12*0,12*0,13*(120%)(120%)(130%)2800А1.6ЗФ, усл.ед.0.814000.47001100010000110100Время, мсВконтроль2,5 мг/л5 мг/л10 мг/л15 мг/л25 мг/л10.9990.9980.011000Время, мс1.001Δ820, отн.ед.P700+БФ, отн.ед.Б21001.200.01250,27*(75%)0,29*(39%)1,8*(150%)0,14*(140%)0.1110Время, мс10010001000014Рисунок 6.
Индукционные кривые быстрой флуоресценции (А), замедленнойфлуоресценции (Б) и кинетики окисления и восстановления Р700 (В) у микроводорослиP. tricornutum при действии различных концентраций K2Cr2O7 в течение 24 ч. Быстраяфлуоресценция нормирована на FO. Интенсивность действующего красного света 1300мкмоль квантов·м-2с-1.Таким образом, полученные данные показали, что хромат-ионы могут сильноингибировать скорость роста и процессы фотосинтеза морской микроводоросли P.tricornutum.3.3. Изменение устойчивости микроводоросли Scenedesmus quadricauda придобавлении гуминовых веществ в присутствии ионов хромаПри сравнении изменений параметров флуоресценции в присутствии ионов хромау пресноводной микроводоросли S. quadricauda и морской микроводоросли P.tricornutum наблюдали аналогичные сайты воздействия на процессы фотосинтеза.Добавление ГВ к микроводорослям, обработанными ионами хрома, приводило квосстановлению параметров флуоресценции практически до уровня контроля (Таблица4).
При этом ГК проявляли больший защитный эффект, по сравнению с ФК.Обобщающий параметр PIABS, являющийся показателем функциональной активностиФС II также имел низкий показатель у обработанных хромат-ионами микроводорослейи повышался в присутствии ГВ, в особенности в присутствии ГК черноземных почв,который при малых концентрациях ионов хрома (2,5 мг/л) достигал уровня контроля.Таблица 4. Параметры быстрой флуоресценции микроводоросли S.
quadricaudaпри действии ионов хрома (2,5 мг/л) и ионов хрома с добавлением ГК и ФКчерноземных почв (10 мг/л). В таблице представлена медиана выборки при n=5, уровеньзначимости отличий принят за P<0,05(*). % – процентное изменение от контроля.ПараметрFV/FMFV/FOφEoPIABSКонтроль0,57(100%)1,34(100%)0,35(100%)0,95(100%)Хром0,44*(77%)0,78*(58%)0,23*(66%)0,28*(29%)Хром +ФК0,54(95%)1,17(87%)0,32(91%)0,72*(76%)Хром +ГК0,55(96%)1,22(91%)0,34(97%)0,91(96%)ГК проявили больший защитный эффект, по сравнению с ФК, по-видимому, из-заотносительной обогащенности структуры ГК ароматическими фрагментами (КуликоваН.А., 2010). Таким образом, полученные данные свидетельствуют о защитном эффектеГВ в присутствии ионов хрома у микроводоросли S.
quadricauda.153.4. Влияние наноалмазов детонационного синтеза на световые реакции фотосинтезамикроводоросли Scenedesmus quadricaudaНесмотря на то, что промышленное производство наноалмазов детонационногосинтеза (ДНА) исчисляется десятками тысяч тонн в год, литературных данных повлиянию ДНА на микроводоросли достаточно мало. С помощью флуоресцентныхметодов впервые были проведены эксперименты по влиянию ДНА на пресноводныемикроводоросли S. quadricauda.Как показали результаты экспериментов, ДНА в концентрации 15 мг/л,ингибировали рост микроводоросли S. quadricauda почти в 2 раза. ДНА нарушалиреакции фотосинтеза, что проявлялось в снижении параметра FV/FM, которыйпредставляет собой безразмерную энергетическую характеристику фотосинтеза,аналогичной коэффициенту полезного действии.
При действии ДНА происходилоснижение потока электронов (φEo) от ФС ІІ к пулу пластохинона (Рисунок 7).Следовательно, одно из первых мест воздействия ДНА локализовано на акцепторнойчасти ФС II. При этом ДНА не продемонстрировали значительных изменений вэффективности КВК (FV/FО). Таким образом, ДНА не оказывали значительного влиянияна донорный участок ФС II. В присутствии ДНА параметр VJ увеличился на 20 %, чтоуказывает на увеличение доли QB невосстанавливающихся РЦ от ФС II. Параметр VI индикатор состояния редокс-состояния пула пластохинона (PQ) в темноте показал, чтоДНА практически не влияли на наличие окисленных молекул PQ сайта QB.160Fo140VJконтрольVI120qE100Fv/Fo801,5 мг/л ДНА15 мг/л ДНА6040DIo/RCFV/FMψEoφEoETo/RCABS/RCPIABSРисунок 7.
Паутинная диаграмма параметров OJIP кинетики флуоресценциииндукционных кривых микроводоросли S. quadricauda при действии ДНА (1,5; 15 мг/л)через 24 ч инкубации.Обобщающий параметр PIABS в присутствии ДНА был снижен, что говорит оснижении функциональной активности ФС II у клеток микроводоросли. Это происходитиз-за снижения доли активных РЦ и повышения тушения возбужденных состояний вантенне. Снижение доли активных РЦ привело к увеличению размера светособирающейантенны (ABS/RC). Снижение активных РЦ и квантовой эффективности переносаэлектронов от QA- (φEo) приводит к нарастанию нефотохимических потерь (DIO/RC) иувеличению потока электронов, переносимых через один активный реакционный центр(ETО/RC). Это коррелирует с увеличением ΔpH-зависимого нефотохимическоготушения qE. Полученные данные показали, что ДНА ингибируют процессы фотосинтезамикроводоросли S.
quadricauda.163.5. Влияние наноалмазов детонационного синтеза на световые реакции фотосинтезарастений пшеницы Triticum aestivum L. в присутствии гуминовых веществИсследования по влиянию ДНА на световые реакции фотосинтеза высшихрастений ранее не проводились. При исследовании влияния ДНА на высшие растенияудалось зарегистрировать изменения в индукционных кривых флуоресценции приосвещении высокой интенсивности (5000 мкмоль квантов·м-2с-1) (Рисунок 8, Таблица 5).Добавление ДНА привело к снижению вклада фотохимической фазы J-I-P, чтоуказывает на снижение потока электронов от ФС ІІ к пулу пластохинона (φEo).Следовательно, одно из первых мест воздействия ДНА локализовано на акцепторнойстороне ФС II.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
