Залежність флуоресценції хлорофілу рослин in vitro видів роду Carlina L. від світлових умов їх культивування

  • Х. М. Колісник Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, Україна, 47027, м. Тернопіль, вул. М. Кривоноса, 2
  • Л. Р. Грицак Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, Україна, 47027, м. Тернопіль, вул. М. Кривоноса, 2
  • М. З. Прокоп’як Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, Україна, 47027, м. Тернопіль, вул. М. Кривоноса, 2
  • Н. М. Дробик Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, Україна, 47027, м. Тернопіль, вул. М. Кривоноса, 2
Ключові слова: Carlina L., рослини in vitro, індекс флуоресценції хлорофілу а, світлові умови культивування

Анотація

Мета. Дослідити особливості функціонування фотосинтетичного апарату рослин деяких видів роду Carlina L. за різних світлових умов культивування in vitro та в умовах природи за використання методу індукції флуоресценції хлорофілу а. Методи. Методи культивування рослин in vitro, метод індукції флуоресценції хлорофілу а у світлоадаптованих листках. Результати. Показано, що в умовах in vitro проявляються сформовані у ході тривалої еволюції потреби видів у світлових умовах росту. Підтверджено раніше отримані нами результати щодо більшої відповідності фізіологічним потребам рослин in vitro виду Carlina onopordifolia Besser ex Szafer, Kulcz. et Pawt. світлових умов 1.1 варіанту. На основі узагальнення результатів дослідження динаміки вмісту фотосинтетичних пігментів та їх співвідношення у рослинах in vitro Carlina acaulis L., а також ключових параметрів флуоресценції за різних світлових умов культивування, зроблено висновок про більшу відповідність 1.1 варіанту потребам рослин цього виду. Припущено, що в умовах природи рослини виду C. onopordifolia та Carlina cirsioides Klokov піддаються абіотичним стресам, що проявляється у збільшенні втрат енергії квантів світла на теплову дисипацію та процеси фотоінгібування,значному підвищенні транспорту електронів у межах світлозбирального комплексу та зниженні ефективності квантового виходу і запасання енергії світла фотосистемою ІІ. індексу життєздатності у рослин цих видів з природних умов росту є нижчим удвічі від загальноприйнятого оптимального значення та у 1,97–2,96 раза порівняно із дослідними групами рослин in vitro. Висновки. Отримані результати вказують на доцільність використання методу індукції флуоресценції хлорофілу для оцінки функціонування фотосинтетичного апарату рослин in vitro видів роду Carlina.

Посилання

Man'ko M. V., Oleksiychenko N. O., Kitaev O. I. Some peculiarities of chlorophyll fluorescence induction in leaves of Acer Platanoides L. cultivars under conditions of Kyiv City. Naukovyi visnyk NLTU Ukrainy. 2016. Vol. 26(5). P. 102–109.

Pospisil P. Production of reactive oxygen species by photosystem II as a response to light and temperature stress. Front. Plant Sci. 2016. 7: 1950.

Kalaji H. M. Frequently asked questions about chlorophyll fluorescence, the sequel. Photosynth Res. 2017. Vol. 132 (1). Р. 13–66.

Kumar K. S., Dahms H. U., Lee J. S., Kim H. C., Lee W. C., Shin K.-H. Algal photosynthetic response to toxic metals and herbicides assessed by chlorophyll a fluorescence. Ecotoxicol. Environ. 2014. Saf. 104. P. 51–71.

Kuhlgert S., Austic G., Zegarac R., Osei-Bonsu I., Hoh D., Chilvers M. I., Roth M. G., Bi K., TerAvest D., Weebadde P., Kramer D. M. Multispe Q Beta: a tool for large-scale plant phenotyping connected to the open Photosyn Q network. Roy. Soc. Open Sci. 2016. 3 (10): 160592.

Guidi L., Piccolo E. L., Landi М. Chlorophyll Fluorescence, Photoinhibition and Abiotic Stress: Does it Make Any Difference the Fact to Be a C3 or C4 Species? Sec. Plant Abiotic Stress. 2019.

Zanandrea I., Bacarin M. A., Schmitz D. D., Braga J. B., Peters J. A., Bras R. Chlorophyll fluorescence in vitro cultivated apple. Agrociência, Pelotas. 2006. Vol. 12, No. 3. P. 305–308.

Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum. 1962. Vol. 15. P. 473–497. doi: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x.

Herts A. I., Herts N. V. Detection of functional heterogeneity photosynthetic apparatus of plants by method of photographic registration of spectrum of light reflection. Naukovi zapysky Ternopilskoho natsionalnoho pedahohichnoho universytetu imeni Volodymyra Hnatiuka. Seriia: Biolohiia. 2016. Vol. 2(66). P. 41–49.

Korneev D. Iu. Informatsionnye vozmozhnosti metoda induktsii fluorestsentsii khlorofilla: monografіia. Al'terpres. Kiev. 2002. 188 p.

Yan K., Mei H., Dong X., Zhou S., Cui J., Sun Y. Dissecting photosynthetic electron transport and photosystems performance in Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) under salt stress. Front. Plant Sci. 2022. 13:905100. doi: 10.3389/fpls.2022.905100.

Antonova G., Kovyrova O., Lavrentyev V. Research of chlorophyll fluorescence induction in dependence on temperature and sensor location on the plant. Kompiuterni zasoby, merezhi ta systemy. 2015. No. 14. P. 90–100.

Kravets N., Kolisnyk Kh., Hrytsak L., Prokopiak M., Mayorova O., Drobyk N. Dependence of the content of photosynthetic pigments in plants of certain species of the genus Carlina L. from in vitro lighting conditions. Ekolohichni nauky : naukovo-praktychnyi zhurnal. Kyiv : Helvetyka. 2021. No. 3 (36). P. 160–166.