СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ И СООТНОШЕНИЯ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ В ТРЕХ ВИДАХ СФАГНОВЫХ МХОВ
Аннотация
Обоснование. Есть основания полагать, что у сфагновых мхов, как и сосудистых растений, концентрация фотосинтетических пигментов изменяется в течение года и варьирует от вида к виду. Помимо этого, мочажинные виды сфагнов обладают более высокой скоростью роста и фотосинтеза, чем грядовые, что позволяет предположить наличие различий в пигментном комплексе у видов разных местообитаний.
Цель. Оценка количественных изменений пигментного комплекса сфагновых мхов, произрастающих в разных микроклиматических условиях в пределах верховых болот, в ходе вегетации в высоких широтах.
Материалы и методы. У трех видов сфагновых мхов, растущих в олиготрофных условиях, один раз в месяц с мая по октябрь определяли содержание фотосинтетических пигментов фотометрическим методом в ацетоновой вытяжке. Для S. fuscum и S. lindbergii исследование проводили в 2021-2022 гг., а для S. angustifolium – только в 2022. Статистическую обработку данных осуществляли с помощью программ Microsoft Excel 2010 и SPSS Statistics 11.
Результаты. Для исследованных видов сфагнума была выявлена сезонная и межгодовая изменчивость содержания хлорофиллов, каротиноидов, и их соотношений. На пигментный комплекс S. lindbergii и S. angustifolium в ходе вегетационного сезона влияет уровень болотных вод и температура воздуха. Изменения в пигментном комплексе S. fuscum связаны с количеством выпадающих осадков.
Заключение. По-видимому, сезонная и межгодовая динамика пигментного комплекса сфагновых мхов имеет видоспецифичный характер, но для дополнительной проверки этого утверждения необходимо изучить другие виды сфагнов из тех же местообитаний, поскольку динамика может быть связана не столько с конкретным видом, сколько с экологическими условиями местообитания.
Информация о спонсорстве. Исследование выполнено при поддержке гранта РНФ № 23-24-10022.
Скачивания
Литература
Список литературы
Амунова О.С., Лисицын Е.М. Влияние различных условий увлажнения на пигментный комплекс листьев сортов мягкой яровой пшеницы различных групп спелости // СНВ. 2019. №3 (28). С.19-25. https://doi.org/10.24411/2309-4370-2019-13102
Головко Т.К., Далькэ И.В., Дымова О.В., Захожий И.Г., Табаленкова Г.Н. Пигментный комплекс растений природной флоры европейского северо-востока // Известия Коми научного центра УрО РАН. 2010. № 1. С. 39-46.
Гончарова И. А. К вопросу о структуре дерновины и продуктивности сфагновых мхов на олиготрофных болотах // Сибирский экологический журнал. 2005. №1. С. 131-134. URL: https://www.sibran.ru/upload/iblock/18f/18f9ad834cad2f15e9c5dd1303318155.pdf
Грабовик С.И., Кузнецов О.Л. Рост и продуктивность ценопопуляций сфагновых мхов на естественных и трансформированных болотах Карелии // Труда Карельского научного центра РАН. 2016. № 4. С. 59-69. https://doi.org/10.17076/eco290
Дымова О.В., Головко Т.К. Фотосинтетические пигменты в растениях природной флоры таежной зоны Европейского Северо-Востока России // Физиология растений, 2019. T. 66, № 3. с. 198-206. https://doi.org/10.1134/S0015330319030035
Дымова О.В., Головко Т.К. Фотосинтетические пигменты: функционирование, экология, биологическая активность // Известия Уфимского научного центра РАН. 2018. № 3(4). С. 5-16. https://doi.org/10.31040/2222-8349-2018-4-3-5-16
Дымова О.В., Далькэ И.В. Фотосинтетические пигменты и СО2-газообмен водных макрофитов в подзоне средней тайги // Известия Коми Научного Центра УрО РАН. 2016. № 1 (25). С. 37-44.
Иванов Л.А., Ронжина Д.А., Юдинa П.К., Золотарева Н.В., Калашникова И.В., Иванова Л.А. Сезонная динамика содержания хлорофиллов и каротиноидов в листьях степных и лесных растений на уровне вида и сообщества // Физиология растений. 2020. Т.67, №3. С. 278-288. https://doi.org/10.31857/S0015330320030112
Игнатов М.С., Игнатова Е. А. Флора мхов средней части европейской России. Т. 1. Sphagnaceae-Hedwigiaceae. Москва: КМК, 2003. 608 с.
Ионова Е.В. Лиховидова В.А., Лобунская И.А. Засуха и гидротермический коэффициент увлажнения как один из критериев оценки степени ее интенсивности (обзор литературы) // Зерновое хозяйство России. 2019. № 6. С. 18-22. https://doi.org/10.31367/2079-8725-2019-66-6-18-22
Косых Н.П. Коронатова Н.Г., Гранат Г. Влияние температуры и осадков на линейный прирост Sphagnum fuscum и S. magellanicum на территории Западной Сибири // Экология. 2017. № 3. С. 161-170. https://doi.org/10.7868/S0367059717030088
Мазец, Ж.Э., Жукова, И.И., Деревинская, А.А. Практикум по физиологии растений Минск: БГПУ, 2017. 176 с.
Наследов А.Д. SPSS 15: профессиональный статистический анализ данных. Санкт-Петербург: Питер, 2008. 416 с.
Новиков С.М., Батуев В.И. Гидрометеорологический режим и водный баланс вверховых болот Северо-Запада России (на примере болота Ламмин-Суо). Санкт-Петербург: Свое издательство, 2019. 448 с.
Носкова М.Г. Полевой атлас-определитель сфагновых мхов таежной зоны Европейской России. Тула: Аквариус, 2016. 112 с.
Попов С.Ю., Федосов В.Э. Ценотическое распределение и экологические предпочтения сфагновых мхов (Sphagnaceae) в северной тайге европейской России (Пинежский заповедник, Архангельская область) // Труды Карельского научного центра РАН. 2017. № 9. С. 3-29. https://doi.org/10.17076/eco610. 9
Слемнев Н.Н., Шереметьев С.Н.,Маслова Т. Г., Цоож Ш.,Алтанцоож А. Разнообразие фотосинтетического аппарата растений Монголии: анализ биологических, экологических и эволюционных рядов // Ботанический журнал. 2012. № 11. С. 1377-1396. http://arch.botjournal.ru/?t=articles&id=5334
Справочно-информационный портал «Погода и климат». URL: http://www.pogodaiklimat.ru/ (дата обращения: 18.01.2022)
Чуракова Е. Ю. Листостебельные мхи таежной зоны Архангельской области // Arctoa. 2002. Т. 11. С. 351-392. https://doi.org/10.15298/arctoa.11.24
Юрковская Т.К. География и картография растительности болот европейской России и сопредельных территорий. СПб: Ботанический институт им. В. Л. Комарова, 1992. 256 с.
Andrus R.E., Wagner D.J., Titus J.E. Vertical zonation of Sphagnum mosses along hummock-hollow gradients // Canadian Journal of Botany. 1983. Vol. 61, № 12. P. 3128-3139. https://doi.org/10.1139/b83-352
Campbell C. Sphagnum limits. Physiology, morphology and climate: Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology 1826. Uppsala: Acta Universitatis Upsaliensis, 2019, 40 p.
Craig E.M. Chlorophyll a/b ratios of eleven North Carolina mosses // The Bryologist. 1980. Vol. 83, no. 1, pp. 84-87. https://doi.org/10.2307/3242401
Glime J.M. Light. In: Bryophyte Ecology Volume 1: Physiological Ecology. Houghton, Michigan, United States of America: Michigan Technological University and the International Association of Bryologists, 2017. URL: https://digitalcommons.mtu.edu/bryophyte-ecology/ (accessed 30.07.2023).
Hájek T., Tuittila E.S.; Ilomets M.; Laiho R. Light responses of mire mosses – a key to survival after water-level drawdown? // Oikos. 2009. Vol.118, № 2. P. 240-250. https://doi.org/10.1111/j.1600-0706.2008.16528.x
Hyyryläinen A., Rautio P., Turunen M., Huttunen S. Seasonal and inter-annual variation in the chlorophyll content of three co-existing Sphagnum species exceeds the effect of solar UV reduction in a subarctic peatland // SpringerPlus. 2015. Vol. 4. Art.no. 478. P. 1-11. https://doi.org/10.1186/s40064-015-1253-7
Kouril R., Ilik P., Naus J., Schoefs B. On the limits of applicability of spectrophotometric and spectrofluorimetric methods for the determination of chlorophyll a/b ratio. // Photosynthesis Research. 1999. Vol 62, № 1. P. 107-116. https://doi.org/10.1023/A:1006359213151
Lappalainen N., Hyyryläinen A., Huttunen, S. Seasonal and Interannual Variability of Light and UV Acclimation in Mosses. In: Bryophyte Ecology and Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. P. 71-90. https://doi.org/10.1017/CBO9780511779701.006
Lichtenthaler H.K. Chlorophylls and carotenoids – pigments of photosynthetic biomembranes // Methods in enzymology. 1987. Vol. 148. P. 350-382. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0076687987480361
Lichtenthaler H.K., Buschmann C. Chlorophylls and Carotenoids: Measurement and Characterization by UV-VIS Spectroscopy// Current protocols of food analytical chemistry. 2001. P. F 4-3-1 – F 4-3-8. https://doi.org/10.1002/0471142913.faf0403s01
Marschall M. Are bryophytes shade plants? Photosynthetic light responses and proportions of chlorophyll a, chlorophyll b and total carotenoids// Annals of Botany. 2004. Vol. 94, № 4. P. 593-603. https://doi.org/10.1093/aob/mch178
Martin C. E., Churchill S. P. Chlorophyll concentrations and a/b ratios in mosses collected from exposed and shaded habitats in Kansas // Journal of Bryology. 1982. Vol. 12. P. 297-304. https://doi.org/10.1179/jbr.1982.12.2.297
McCall K.K.; Martin C.E. Chlorophyll concentrations and photosynthesis in three forest understory mosses in northeastern Kansas // The Bryologist. 1991. Vol. 94. P. 25-29. https://doi.org/10.2307/3243713
Rydin H; Jeglum J.K. The Biology of peatlands, 2nd ed. New York: Oxford University press, 2013, 343 p. https://doi.org/10.1093/acprof:osobl/9780199602995.001.0001
Sytiuk A., Cereghino R., Hamard S., Delarue F., Dorrepaal E., Küttim M., Lamentowicz M., Pourrut B., Robroek B., Tuittila E.S., Jassey V. Biochemical traits enhance the trait concept in Sphagnum ecology // Oikos. 2022. Vol. 2022. Issue 4. Article no. e09119. 45 p. https://doi.org/10.1111/oik.09119
Vitt D., Wieder, R. The structure and function of bryophyte-dominated peatlands. In Bryophyte Biology. Cambridge: Cambridge University Press, 2008. P. 357-392. https://doi.org/10.1017/CBO9780511754807.010
References
Amunova O. S., Lisicyn E. M. Vlijanie razlichnyh uslovij uvlazhnenija na pigmentnyjkompleks list'ev sortov mjagkoj jarovoj pshenicy razlichnyh grupp spelosti [The influence of different moisture conditions on the pigment complex of leaves of soft spring wheat varieties of different ripeness groups]. SNV, 2019. no. 3 (28), pp. 19-25. https://doi.org/10.24411/2309-4370-2019-13102
Golovko T. K., Dal'kje I. V., Dymova O. V., Zahozhij I. G., Tabalenkova G. N. Pigmentnyj kompleks rastenij prirodnoj flory evropejskogo severo-vostoka [Pigment complex of plants of the natural flora of the European northeast]. Izvestija Komi nauchnogo centra UrO RAN, 2010, no. 1, pp. 39-46.
Goncharova I.A. K voprosu o strukture dernoviny i produktivnosti sfagnovyh mhov na oligotrofnyh bolotah [On the issue of turf structure and productivity of sphagnum mosses in oligotrophic bogs]. Contemporary Problems of Ecology, 2005, no. 1, pp. 131-134. URL: https://www.sibran.ru/upload/iblock/18f/18f9ad834cad2f15e9c5dd1303318155.pdf
Grabovik S.I., Kuznecov O.L. Rost i produktivnost' cenopopuljacij sfagnovyh mhov na estestvennyh i transformirovannyh bolotah Karelii [Growth and productivity of sphagnum moss coenopopulations in natural and transformed bogs of Karelia]. Truda Karel'skogo nauchnogo centra RAN, 2016, no. 4, pp. 59-69. https://doi.org/10.17076/eco290
Dymova O.V., Golovko T.K. Fotosinteticheskie pigmenty v rastenijah prirodnoj flory taezhnoj zony Evropejskogo Severo-Vostoka Rossii [Photosynthetic pigments in plants of the natural flora of the taiga zone of the European North-East of Russia]. Russian journal of plant physiology, 2019, vol. 66, no. 3, pp. 198-206. https://doi.org/10.1134/S0015330319030035
Dymova O.V., Golovko T.K. Fotosinteticheskie pigmenty: funkcionirovanie, jekologija, biologicheskaja aktivnost' [Photosynthetic pigments: functioning, ecology, biological activity]. Izvestija Ufimskogo nauchnogo centra RAN, 2018, no. 3(4), pp. 5-16. https://doi.org/10.31040/2222-8349-2018-4-3-5-16
Dymova O. V., Dal'kje I. V. Fotosinteticheskie pigmenty i CO2-gazoobmen vodnyh makrofitov v podzone srednej tajgi [Photosynthetic pigments and CO2 gas exchange of aquatic macrophytes in the middle taiga subzone]. Izvestija Komi Nauchnogo Centra UrO RAN, 2016, no. 1 (25), pp. 37-44.
Ivanov L.A., Ronzhina D.A., Judina P.K., Zolotareva N.V., Kalashnikova I.V., Ivanova L.A. Sezonnaja dinamika soderzhanija hlorofillov i karotinoidov v list'jah stepnyh i lesnyh rastenij na urovne vida i soobshhestva [Seasonal dynamics of the content of chlorophylls and carotenoids in the leaves of steppe and forest plants at the species and community level]. Russian journal of plant physiology, 2020, vol. 67, no. 3, pp. 278-288. https://doi.org/10.31857/S0015330320030112
Ignatov M.S., Ignatova E. A. Flora mhov srednej chasti evropejskoj Rossii. T. 1. Sphagnaceae-Hedwigiaceae [Moss flora of the central part of European Russia. T. 1. Sphagnaceae-Nedvizhiaseae]. Moscow: KMK, 2003, 608 p.
Ionova E. V. Lihovidova V. A., Lobunskaja I. A. Zasuha i gidrotermicheskij kojefficient uvlazhnenija kak odin iz kriteriev ocenki stepeni ee intensivnosti (obzor literatury) [Drought and hydrothermal coefficient of moisture as one of the criteria for assessing the degree of its intensity (literature review)]. Zernovoe hozjajstvo Rossii, 2019, no. 6, pp. 18-22. https://doi.org/10.31367/2079-8725-2019-66-6-18-22
Kosyh N. P., Koronatova N. G., Granat G. Vlijanie temperatury i osadkov na linejnyj prirost Sphagnum fuscum i S. magellanicum na territorii Zapadnoj Sibiri [The influence of temperature and precipitation on the linear growth of Sphagnum fuscum and S. magellanicum in Western Siberia]. Ecology, 2017, no. 3, pp. 161-170. https://doi.org/10.7868/S0367059717030088
Mazec Zh.Je., Zhukova I.I., Derevinskaja A.A. Praktikum po fiziologii rastenij [Workshop on plant physiology]. Minsk: BGPU, 2017, 176 p.
Nasledov A. D. SPSS 15: professional'nyj statisticheskij analiz dannyh [SPSS 15: professional statistical data analysis]. Saint Peterburg: Piter, 2008, 416 p.
Novikov S. M., Batuev V. I. Gidrometeorologicheskij rezhim i vodnyj balans vverhovyh bolot Severo-Zapada Rossii (na primere bolota Lammin-Suo) [ Hydrometeorological regime and water balance of bogs in the North-West of Russia (the case of the Lammin-Suo bog)]. Saint-Peterburg: Svoe izdatel'stvo, 2019, 448 p.
Noskova M.G. Polevoj atlas-opredelitel' sfagnovyh mhov taezhnoj zony Evropejskoj Rossii [Field atlas-identifier of sphagnum mosses of the taiga zone of European Russia]. Tula: Akvarius, 2016, 112 p.
Popov S.Ju., Fedosov V.Je. Cenoticheskoe raspredelenie i jekologicheskie predpochtenija sfagnovyh mhov (Sphagnaceae) v severnoj tajge evropejskoj Rossii (Pinezhskij zapovednik, Arhangel'skaja oblast') [Coenotic distribution and ecological preferences of sphagnum mosses (Sphagnaceae) in the northern taiga of European Russia (Pinezhsky Nature Reserve, Arkhangelsk Region)]. Trudy Karel'skogo nauchnogo centra RAN, 2017, no. 9, pp. 3-29. https://doi.org/10.17076/eco610. 9
Slemnev N.N., Sheremet'ev S.N.,Maslova T. G., Coozh Sh.,Altancoozh A. Raznoobrazie fotosinteticheskogo apparata rastenij Mongolii: analiz biologicheskih, jekologicheskih i jevoljucionnyh rjadov [Diversity of the photosynthetic apparatus of plants in Mongolia: analysis of biological, ecological and evolutionary series]. Botanicheskij zhurnal, 2012, no. 11, pp. 1377-1396. http://arch.botjournal.ru/?t=articles&id=5334.
Spravochno-informacionnyj portal «Pogoda i klimat» [Reference and information portal “Weather and Climate”]. URL: http://www.pogodaiklimat.ru/ (accessed 18.01.2022)
Churakova E. Ju. Listostebel'nye mhi taezhnoj zony Arhangel'skoj oblasti [Leafy mosses of the taiga zone of the Arkhangelsk region]. Arctoa, 2002, vol. 11, pp. 351-392. https://doi.org/10.15298/arctoa.11.24
Jurkovskaja T.K. Geografija i kartografija rastitel'nosti bolot evropejskoj Rossii i sopredel'nyh territorij [Geography and cartography of vegetation of swamps of European Russia and adjacent territories]. SPb: Botanicheskij institut im. V. L. Komarova, 1992, 256 p.
Andrus R.E., Wagner D.J., Titus J.E. Vertical zonation of Sphagnum mosses along hummock-hollow gradients. Canadian Journal of Botany, 1983, vol. 61, no. 12, pp. 3128-3139. https://doi.org/10.1139/b83-352
Campbell C. Sphagnum limits. Physiology, morphology and climate: Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology 1826. Uppsala: Acta Universitatis Upsaliensis, 2019, 40 p.
Craig E.M. Chlorophyll a/b ratios of eleven North Carolina mosses. The Bryologist, 1980, vol. 83, no. 1, pp. 84-87. https://doi.org/10.2307/3242401
Glime, J. M. Light. In: Bryophyte Ecology Volume 1: Physiological Ecology. Houghton, Michigan, United States of America: Michigan Technological University and the International Association of Bryologists, 2017. URL: https://digitalcommons.mtu.edu/bryophyte-ecology/ (accessed 30.07.2023)
Hájek T., Tuittila E.S.; Ilomets M.; Laiho R. Light responses of mire mosses – a key to survival after water-level drawdown? Oikos, 2009, vol. 118, no. 2, pp. 240-250. https://doi.org/10.1111/j.1600-0706.2008.16528.x
Hyyryläinen A., Rautio P., Turunen M., Huttunen S. Seasonal and inter-annual variation in the chlorophyll content of three co-existing Sphagnum species exceeds the effect of solar UV reduction in a subarctic peatland. SpringerPlus, 2015, vol. 4, Art. no. 478, pp. 1-11. https://doi.org/10.1186/s40064-015-1253-7
Kouril R., Ilik P., Naus J., Schoefs B. On the limits of applicability of spectrophotometric and spectrofluorimetric methods for the determination of chlorophyll a/b ratio. Photosynthesis Research, 1999, vol. 62, no. 1, pp. 107-116. https://doi.org/10.1023/A:1006359213151
Lappalainen N., Hyyryläinen A., Huttunen, S. Seasonal and Interannual Variability of Light and UV Acclimation in Mosses. In: Bryophyte Ecology and Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press, 2011, pp. 71-90. https://doi.org/10.1017/CBO9780511779701.006
Lichtenthaler H.K. Chlorophylls and carotenoids – pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in enzymology, 1987, vol. 148, pp. 350-382. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0076687987480361
Lichtenthaler H.K., Buschmann C. Chlorophylls and Carotenoids: Measurement and Characterization by UV-VIS Spectroscopy. Current protocols of food analytical chevistry, 2001, pp. F 4-3-1 – F 4-3-8. https://doi.org/10.1002/0471142913.faf0403s01
Marschall M. Are bryophytes shade plants? Photosynthetic light responses and proportions of chlorophyll a, chlorophyll b and total carotenoids. Annals of Botany, 2004, vol. 94, no. 4, pp. 593–603. https://doi.org/10.1093/aob/mch178
Martin C. E., Churchill S. P. Chlorophyll concentrations and a/b ratios in mosses collected from exposed and shaded habitats in Kansas. Journal of Bryology, 1982, vol. 12, pp. 297-304. https://doi.org/10.1179/jbr.1982.12.2.297
McCall K.K.; Martin C.E. Chlorophyll concentrations and photosynthesis in three forest understory mosses in northeastern Kansas. The Bryologist, 1991, vol. 94, pp. 25-29. https://doi.org/10.2307/3243713
Rydin H; Jeglum J.K. The Biology of peatlands, 2nd ed. New York: Oxford University press, 2013, 343 p. https://doi.org/10.1093/acprof:osobl/9780199602995.001.0001
Sytiuk A., Cereghino R., Hamard S., Delarue F., Dorrepaal E., Küttim M., Lamentowicz M., Pourrut B., Robroek B., Tuittila E.S., Jassey V. Biochemical traits enhance the trait concept in Sphagnum ecology. Oikos, 2022, vol. 2022, no. 4, Article no. e09119, 45 p. https://doi.org/10.1111/oik.09119
Vitt D., Wieder, R. The structure and function of bryophyte-dominated peatlands. In Bryophyte Biology. Cambridge: Cambridge University Press, 2008, pp. 357-392. https://doi.org/10.1017/CBO9780511754807.010
Просмотров аннотации: 22 Загрузок PDF: 6
Copyright (c) 2024 Anastasiya K. Shtang, Tamara I. Ponomareva
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
