Спектральний метод оцінки термостійкості фотосинтетичного апарату рослин

  • В. В. Шевченко Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська 31/17
  • О. Ю. Бондаренко Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська 31/17
DOI: https://doi.org/10.7124/visnyk.utgis.14.2.694

Анотація

Мета. Метою даної роботи є оцінка можливостей застосування спектрального параметра  - відношення значень поглинання на довжинах хвиль 680 та 850 нм (k=А680/А850) для тестування термостійкості рослин за зміною розмірів хлоропластів за дії короткочасного прогріву. Методи.  Проведено короткочасний (5 хв) прогрів у діапазоні 25-45оС хлоропластів, виділених із двотижневих рослин гороху, кукурудзи та 4-ох сортів озимої пшениці, які відрізняються за термостійкістю. За спектрами поглинання хлоропластів розраховані зміни параметру k. Результати. Всі прогріті хлоропласти показали зміни спектрального параметру k. Найбільш значні та стабільні зміни виявлені при прогріві 40-45 оС.  За ступенем змін спектрального параметру рослини розташувались в наступному порядку – кукурудза, горох, пшениця. Висновки. Інтенсивність зміни  k співпала з попередньою оцінкою термостійкості для кукурудзи та різних сортів озимої пшениці. Рекомендується використання спектрального параметра k для швидкого скринінгу сортів на термостійкість фотосинтетичного апарату в межах однієї культури.

Ключові слова: хлоропласти різних видів рослин, фотосинтетичний апарат, короткочасний прогрів, оцінка термостійкості.

Посилання

Morgun V.V., Schwartau V.V., Kiriziy D.A. Physiological fundamentals of grain cereals high productivity. Physiology and Biochemistry of cultivated plants. 2010. Vol. 42, No. 5. P. 371-392.

Lobel D.V., Asner G.P. Climate and management contributions to recent trends in U.S. agricultural yields. Science. 2003. Vol. 299. P. 1032. doi: 10.1126/science.1077838

Berry J., Björkman O. Photosynthetic response and adaptation to temperature in higher plants. Ann.Rev. Plant. Physiol. 1980. Vol. 31. P. 491-543. doi: 10.1146/annurev.pp.31.060180.002423

Kreslavski V.D., Carpentier R., Klimov V.V., Murata N., Allakhverdiev S.I. Molecular mechanisms of stress resistance of photosynthetic apparatus. Biochemistry (Moscow) Supplement Series A: Membrane and Cell Biology. 2007. Vol. 1(3). P. 185–205.

doi: 10.1134/S1990747807030014

Kochubey S.M., Shevchenko V.V., Bondarenko O.Yu. Changes of pea chloroplast sizes induced by short-term heating. Physiology and Biochemistry of cultivated Plants. 2008. Vol. 40(2). P. 126-132.

Kochubey S.M., Shevchenko V.V., Bondarenko O.Yu. Dinamicheskie svoystva strukturnykh edinits khloroplastov: monograph. Kiev: Lohos, 2010. 176 p.

Shevchenko V.V., Bondarenko O.Yu. Changes of Chloroplast structure of pea leaves induced by short-term heating. Physiology and Biochemistry of cultivated Plants. 2012. Vol. 44(3). P. 265–269.

Morgun V.V., Sanin E.V., Schwartau V.V. Klub 100 tsentneriv. Suchasni sorty ta systemy zhyvlennia i zakhystu ozymoi pshenytsi: monograph. Kiev: Lohos, 2014. 152 p.

Kochubei, S.M., Volovik, O.I., Korneev, D.Yu., Porubleva, L.V., Shevchenko, V.V. Organization and functional activity of integral and granal fragments of pea thylakoids. Russ. J. Plant Physiol. 1998. Vol. 45(6). P. 695–701.

Bryant F.D., Latimer P., Seiber B.A. Changes in total light scattering and absorption caused by changes in particle conformation – A test of theory. Arch. Biochem. Biophys. 1969. Vol. 135(2). P. 109-117. doi: 10.1016/0003-9861(69)90521-9

Khlyust H. Rasseyanie sveta malymi chastitsami: monograph. Moskva: Myr, 1961. 358 p.

Bondarenko O.Yu. Changes of chloroplast sizes induced by short-term heating. Physiology and Biochemistry of cultivated Plants. 2010. Vol. 42(1). P. 79-83.

Bondarenko O.Yu. Changes of Pea chloroplast photosynthetic membranes under short-term heating. Physiology and Biochemistry of cultivated Plants. 2016. Vol. 48(1). P. 34-42.