ОСОБЕННОСТИ ПИГМЕТНОГО АППАРАТА ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ВЯЗОВ И ГЛЕДИЧИИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В АГРОЛЕСОМЕЛИОРАЦИИ И ЗАЩИТНОМ ЛЕСОРАЗВЕДЕНИИ
Аннотация
Обоснование. Древесные растения, произрастающие на территории Юга России, подвержены воздействию засухи, которые приводит к изменению их жизненного состояния. Жизненное состояние зависит от работы пигментного аппарата фотосинтетической системы и мезоструктуры листа.
Цель исследования. Цель работы заключалась в выявлении особенностей функционирования пигментного аппарата фотосинтетической системы и структурной организации листа вяза гладкого и мелколистного и гледичии трехколючековой.
Материалы и методы. Оценку жизненного состояния деревьев проводили путем визуального анализа параметров кроны по методике В.А. Алексеева. Количественные данные обрабатывались с помощью программы Statistica 12.0.
Результаты. В результате исследования были выявлены новые видовые особенности пигментного аппарата фотосинтетической системы и структурной организации листа у «здоровых и ослабленных» растений в стрессовых условиях.
Заключение. В ходе анализа генов и их продуктов было показано влияние на работу пигментного аппарата фотосинтетической системы в норме и при стрессе. В связи с этим, необходимо в дальнейшем провести поиск ДНК-маркеров указанных генов и их степень экспрессии, вовлеченных в механизмы адаптации к неблагоприятным факторам внешней среды. Изучение пигментного аппарата фотосинтетической системы и структурной организации листа древесных растений может применяться для получения новых генотипов с хозяйственно-ценными признаками, биоиндикации и подбору оптимальных режимов для их выращивания.
Скачивания
Литература
References
Peculiarities of mesostructure, pigment and lipid composition of representatives of the family Onagraceae / E. S. Bogdanova, O. A. Rosentsvet, V. N. Nesterov, S. N. Zubova. Samarskaya Luka: problems of regional and global ecology, 2018, vol. 27, no. 1, pp. 179-184. https://doi.org/10.24411/2073-1035-2018-10006
Bukharina I.L., Vedernikov K.E., Pashkova A.S. Morphophysiologic traits of spruce trees in conditions of Izhevsk. Contemporary Problems of Ecology, 2016, vol. 9(7), pp. 853-862. https://doi.org/10.1134/S1995425516070027
Dalal V.K. Modulation of photosynthesis and other proteins during water-stress. Molecular Biology Reports, 2021, vol. 48, pp. 3681-3693. https://doi.org/10.1007/s11033-021-06329-6
Content of photosynthetic pigments in the leaves of “healthy” and “weakened” trees of balsam poplar (Populus balsamifera L.), growing in conditions of industrial pollution (Republic of Bashkortostan, Sterlitamak industrial center) / R. H. Giniyatullin, R. S. Ivanov, O. V. Tagirova, A. Y. Kulagin. Samara Scientific Bulletin, 2022, vol. 11, no. 1, pp. 43-48. https://doi.org/10.55355/snv2022111104
Fujita Y., Fujita M., Satoh R., Maruyama K., Parvez M.M., Seki M., Hiratsu K., Ohme-Takagi M., Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K. AREB1 is a transcription activator of novel ABRE-dependent ABA signaling that enhances drought stress tolerance in Arabidopsis. Plant Cell., 2005, vol. 17(12), pp. 3470-88. https://doi.org/10.1105/tpc.105.035659
Jan R., Khan M.A., Asaf S., Lubna, Waqas M., Park J.R., Asif S., Kim N., Lee I.J., Kim K.M. Drought and UV Radiation Stress Tolerance in Rice Is Improved by Overaccumulation of Non-Enzymatic Antioxidant Flavonoids. Antioxidants (Basel), 2022, vol. 11(5), 917. https://doi.org/10.3390/antiox11050917
Lin Z., Li Y., Zhang Z., Liu X., Hsu C.C., Du Y., Sang T., Zhu C., Wang Y., Satheesh V., Pratibha P., Zhao Y., Song C.P., Tao W.A., Zhu J.K., Wang P. A RAF-SnRK2 kinase cascade mediates early osmotic stress signaling in higher plants. Nat Commun., 2020, vol. 11(1), 613. https://doi.org/10.1038/s41467-020-14477-9
Llorca C.M., Berendzen K.W., Malik W.A., Mahn S., Piepho H.P., Zentgraf U. The elucidation of the interactome of 16 Arabidopsis bZIP factors reveals three independent functional networks. PLoS One, 2015, vol. 10. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0139884
Influence of phytopathogens on the content of plastid pigments and intensity of lipid peroxidation processes in leaves of woody plants / S. Yu. Ogorodnikova, S. V. Pestov, V. V. Zinoviev, A. P. Sofronov. Theoretical and Applied Ecology, 2022, no. 2, pp. 84-92. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2022-2-084-092
Mamieva E. B. Evaluation of the stability of photosynthetic apparatus of small-leaved linden Tilia cordata Mill. In the gradient of technogenic pollution in Vladikavkaz / E. B. Mamieva, L. V. Shirnina, V. T. Popova. Forest Engineering Journal, 2022, vol. 12, no. 2(46), pp. 30-42. https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2022.2/3
Mokronosov A. T. Methodology of quantitative assessment and functional activity of photosynthetic tissues and organs / A. T. Mokronosov, R. A. Borzenkova. Works on applied botany, genetics and breeding, 1978, vol. 61, no. 3, pp. 119-133.
Accumulation of photosynthetic pigments and secondary metabolites in leaves of Galega (Galega orientalis Lam.) variety Gale depending on the age of the grass stand and agrotechnology during introduction in the middle taiga zone of Western Siberia / E. A. Moiseeva, I. V. Kravchenko, L. F. Shepeleva, R. H. Bordei. Agricultural Biology, 2022, vol. 57, no. 1, pp. 44-65. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2022.1.44rus
Perdomo J.A., Capó-Bauçà S., Carmo-Silva E., Galmés J. Rubisco and rubisco activase play an important role in the biochemical limitations of photosynthesis in rice, wheat, and maize under high temperature and water deficit. Front Plant Sci., 2017. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00490
Rosentsvet O. A. Structural and physiological and biochemical aspects of salt tolerance in halophytes / O. A. Rosentsvet, V. N. Nesterov, E. S. Bogdanova. Plant Physiology, 2017, vol. 64, no. 4, pp. 251-265. https://doi.org/10.7868/S001533031704011X
Sautkina M. Yu. Dynamics of the content of chlorophylls in the leaves of the English oak (Quercus robur L.) of the forest-steppe zone. Journal of Agriculture and Environment, 2021, no. 1(17). https://doi.org/10.23649/jae.2021.1.17.11
Seasonal changes in the content of chlorophylls and carotenoids in the pine needles (Pinus sylvestris L.) in the zone of influence of the thermal field of the gas flare / S. A. Shavnin, I. A. Yusupov, N. V. Marina [et al.]. Plant Physiology, 2021, vol. 68, no. 3, pp. 315-325. https://doi.org/10.31857/S0015330321020184
Tezara W., Mitchell V.J., Driscoll S.D., Lawlor D.W. Water stress inhibits plant photosynthesis by decreasing coupling factor and ATP. Nature, 1999. https://doi.org/10.1038/44842
Tyulkova E. G. Inhibitory effect of volatile organic compounds on the content of photosynthetic pigments in leaves of seedlings of woody plants. Journal of the Belarusian State University. Ecology, 2019, no. 4, pp. 36-44.
Features of ultrastructure and biochemical composition of cells of leaf mesophyll of Triticum spelta L. In the initial period of stress temperature action / L.M. Babenko, M.V. Vodka, Y.N. Akimov, A.E. Smirnov, A.V. Babenko, I.V. Kosakovskaya. Cytology, 2018, vol. 60, no. 10, pp. 778-786. https://doi.org/10.7868/S004137711810003X
Chlorophyll and carotenoid content in leaves of woody introductions of the Altai Botanical Garden / T. A. Vdovina, O. A. Lagus, A. N. Danilova, E. A. Isakova. Problems of Botany of South Siberia and Mongolia, 2022, no. 21-1, pp. 20-24. https://doi.org/10.14258/pbssm.2022004
Wang Z., Li G., Sun H. Effects of drought stress on photosynthesis and photosynthetic electron transport chain in young apple tree leaves. Biol Open, 2018. https://doi.org/10.1242/bio.035279
Yin Guoping, Wang Yong, Xiao Yufei, Yang Jisheng, Wang Renjie, Jiang Ying, Huang Ronglin, Liu Xiongsheng, Jiang Yi. Relationships between leaf color changes, pigment levels, enzyme activity, photosynthetic fluorescence characteristics and chloroplast ultrastructure of Liquidambar formosana Hance. Journal of Forestry Research, 2022, vol. 33 (5), pp. 1559-1572. https://doi.org/1007/s11676-021-01441-6
Xu Z., Rothstein S.J. ROS-Induced anthocyanin production provides feedback protection by scavenging ROS and maintaining photosynthetic capacity in Arabidopsis. Plant Signaling and Behavior, 2018, vol. 13(3). https://doi.org/10.1080/15592324.2018.1451708
Zhang H., Zhao Y., Zhu J.K. Thriving under Stress: How Plants Balance Growth and the Stress Response. Dev Cell., 2020, vol. 55(5), pp. 529-543. https://doi.org/10.1016/j.devcel.2020.10.012
Zhao S., Blum J.A., Ma F., Wang Y., Borejsza-Wysocka E., Ma F., Cheng L., Li P. Anthocyanin Accumulation Provides Protection against High Light Stress While Reducing Photosynthesis in Apple Leaves. International Journal of Molecular Sciences, 2022, vol. 23(20), 12616. https://doi.org/10.3390/ijms232012616
Zhu J.K. Salt and drought stress signal transduction in plants. Annual Review of Plant Biology, 2002, vol. 53, pp. 247-273. https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.53.091401.143329
Список литературы
Особенности мезоструктуры, пигментного и липидного состава представителей сем. Onagraceae / Е. С. Богданова, О. А. Розенцвет, В. Н. Нестеров, С. Н. Зубова // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2018. Т. 27. № 1. С. 179-184. https://doi.org/10.24411/2073-1035-2018-10006
Bukharina I.L., Vedernikov K.E., Pashkova A.S. Morphophysiologic traits of spruce trees in conditions of Izhevsk // Contemporary Problems of Ecology. 2016. Vol. 9(7). P. 853-862. https://doi.org/10.1134/S1995425516070027
Dalal V.K. Modulation of photosynthesis and other proteins during water–stress // Molecular Biology Reports. 2021. Vol. 48. P. 3681-3693. https://doi.org/10.1007/s11033-021-06329-6
Содержание фотосинтетических пигментов в листьях "здоровых" и "ослабленных" деревьев тополя бальзамического (Populus balsamifera L.), произрастающих в условиях промышленного загрязнения (Республика Башкортостан, Стерлитамакский промышленный центр) / Р. Х. Гиниятуллин, Р. С. Иванов, О. В. Тагирова, А. Ю. Кулагин // Самарский научный вестник. 2022. Т. 11. № 1. С. 43-48. https://doi.org/10.55355/snv2022111104
Fujita Y., Fujita M., Satoh R., Maruyama K., Parvez M.M., Seki M., Hiratsu K., Ohme-Takagi M., Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K. AREB1 is a transcription activator of novel ABRE-dependent ABA signaling that enhances drought stress tolerance in Arabidopsis // Plant Cell. 2005. Vol. 17(12). P. 3470-88. https://doi.org/10.1105/tpc.105.035659
Jan R., Khan M.A., Asaf S., Lubna, Waqas M., Park J.R., Asif S., Kim N., Lee I.J., Kim K.M. Drought and UV Radiation Stress Tolerance in Rice Is Improved by Overaccumulation of Non-Enzymatic Antioxidant Flavonoids // Antioxidants (Basel). 2022. Vol. 11(5), 917. https://doi.org/10.3390/antiox11050917
Lin Z., Li Y., Zhang Z., Liu X., Hsu C.C., Du Y., Sang T., Zhu C., Wang Y., Satheesh V., Pratibha P., Zhao Y., Song C.P., Tao W.A., Zhu J.K., Wang P. A RAF-SnRK2 kinase cascade mediates early osmotic stress signaling in higher plants // Nat Commun. 2020. Vol. 11(1), 613. https://doi.org/10.1038/s41467-020-14477-9
Llorca C.M., Berendzen K.W., Malik W.A., Mahn S., Piepho H.P., Zentgraf U. The elucidation of the interactome of 16 Arabidopsis bZIP factors reveals three independent functional networks // PLoS One. 2015. Vol. 10. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0139884
Влияние фитопатогенов на содержание пластидных пигментов и интенсивность процессов перекисного окисления липидов в листьях древесных растений / С. Ю. Огородникова, С. В. Пестов, В. В. Зиновьев, А. П. Софронов // Теоретическая и прикладная экология. 2022. № 2. С. 84-92. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2022-2-084-092
Мамиева Е. Б. Оценка устойчивости фотосинтетического аппарата липы мелколистной Tilia cordata Mill. В градиенте техногенного загрязнения Г. Владикавказ / Е. Б. Мамиева, Л. В. Ширнина, В. Т. Попова // Лесотехнический журнал. 2022. Т. 12. № 2(46). С. 30-42. https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2022.2/3
Мокроносов А. Т. Методика количественной оценки и функциональной активности фотосинтезирующих тканей и органов / А. Т. Мокроносов, Р. А. Борзенкова // Тр. по приклад. ботанике, генетике и селекции ВНИИ растениеводства. 1978. Т. 61, вып. 3. С. 119-133.
Накопление фотосинтетических пигментов и вторичных метаболитов в листьях галеги (Galega orientalis Lam.) сорта Гале в зависимости от возраста травостоя и агротехнологии при интродукции в зоне средней тайги Западной Сибири / Е. А. Моисеева, И. В. Кравченко, Л. Ф. Шепелева, Р. Х. Бордей // Сельскохозяйственная биология. 2022. Т. 57. № 1. С. 44-65. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2022.1.44rus
Perdomo J.A., Capó-Bauçà S., Carmo-Silva E., Galmés J. Rubisco and rubisco activase play an important role in the biochemical limitations of photosynthesis in rice, wheat, and maize under high temperature and water deficit // Front Plant Sci. 2017. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00490
Розенцвет, О. А. Структурные и физиолого-биохимические аспекты солеустойчивости галофитов / О. А. Розенцвет, В. Н. Нестеров, Е. С. Богданова // Физиология растений. 2017. Т. 64. № 4. С. 251-265. https://doi.org/10.7868/S001533031704011X
Sautkina M. Yu. Dynamics of the content of chlorophylls in the leaves of the English oak (Quercus robur L.) of the forest-steppe zone // Journal of Agriculture and Environment. 2021. No 1(17). https://doi.org/10.23649/jae.2021.1.17.11
Сезонные изменения содержания хлорофиллов и каротиноидов в хвое сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в зоне влияния теплового поля газового факела / С. А. Шавнин, И. А. Юсупов, Н. В. Марина [и др.] // Физиология растений. 2021. Т. 68. № 3. С. 315-325. https://doi.org/10.31857/S0015330321020184
Tezara W., Mitchell V.J., Driscoll S.D., Lawlor D.W. Water stress inhibits plant photosynthesis by decreasing coupling factor and ATP // Nature. 1999. https://doi.org/10.1038/44842
Тюлькова Е. Г. Ингибирующий эффект летучих органических соединений на содержание фотосинтетических пигментов в листьях саженцев древесных растений // Журнал Белорусского государственного университета. Экология. 2019. № 4. С. 36-44.
Особенности ультраструктуры и биохимического состава клеток мезофилла листьев Triticum spelta L. В начальный период действия стрессовых температур / Л.М. Бабенко, М.В. Водка, Ю.Н. Акимов, А.Е. Смирнов, А.В. Бабенко, И.В. Косаковская // Цитология. 2018. Т. 60. № 10. С. 778-786. https://doi.org/10.7868/S004137711810003X
Содержание хлорофиллов и каротиноидов в листьях древесных интродуцентов Алтайского ботанического сада / Т. А. Вдовина, О. А. Лагус, А. Н. Данилова, Е. А. Исакова // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. 2022. № 21-1. С. 20-24. https://doi.org/10.14258/pbssm.2022004
Wang Z., Li G., Sun H. Effects of drought stress on photosynthesis and photosynthetic electron transport chain in young apple tree leaves // Biol Open. 2018. https://doi.org/10.1242/bio.035279
Yin Guoping, Wang Yong, Xiao Yufei, Yang Jisheng, Wang Renjie, Jiang Ying, Huang Ronglin, Liu Xiongsheng, Jiang Yi. Relationships between leaf color changes, pigment levels, enzyme activity, photosynthetic fluorescence characteristics and chloroplast ultrastructure of Liquidambar formosana Hance // Journal of Forestry Research. 2022. Vol. 33 (5). P. 1559-1572. https://doi.org/1007/s11676-021-01441-6
Xu Z., Rothstein S.J. ROS-Induced anthocyanin production provides feedback protection by scavenging ROS and maintaining photosynthetic capacity in Arabidopsis // Plant Signaling and Behavior. 2018. Vol. 13(3). https://doi.org/10.1080/15592324.2018.1451708
Zhang H., Zhao Y., Zhu J.K. Thriving under Stress: How Plants Balance Growth and the Stress Response // Dev Cell. 2020. Vol. 55(5). P. 529-543. https://doi.org/10.1016/j.devcel.2020.10.012
Zhao S., Blum J.A., Ma F., Wang Y., Borejsza-Wysocka E., Ma F., Cheng L., Li P. Anthocyanin Accumulation Provides Protection against High Light Stress While Reducing Photosynthesis in Apple Leaves // International Journal of Molecular Sciences. 2022. Vol. 23(20), 12616. https://doi.org/10.3390/ijms232012616
Zhu J.K. Salt and drought stress signal transduction in plants // Annual Review of Plant Biology. 2002. Vol. 53. P. 247-273. https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.53.091401.143329
Просмотров аннотации: 174 Загрузок PDF: 87
Copyright (c) 2024 Petr A. Kuzmin, Pavel A. Krylov
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
