Pages Navigation Menu

ISSN 2227-6017 (ONLINE), ISSN 2303-9868 (PRINT), DOI: 10.18454/IRJ.2227-6017
ЭЛ № ФС 77 - 80772, 16+

Скачать PDF ( ) Страницы: 77-78 Выпуск: №10 (17) Часть 1 () Искать в Google Scholar
Цитировать

Цитировать

Электронная ссылка | Печатная ссылка

Скопируйте отформатированную библиографическую ссылку через буфер обмена или перейдите по одной из ссылок для импорта в Менеджер библиографий.
Титова М. С. ВЛИЯНИЕ СТРЕСС-ФАКТОРОВ НА СОДЕРЖАНИЕ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ В ХВОЕ СОСНЫ ГУСТОЦВЕТНОЙ И СОСНЫ ВЕЙМУТОВА / М. С. Титова // Международный научно-исследовательский журнал. — 2021. — №10 (17) Часть 1. — С. 77—78. — URL: https://research-journal.org/biology/vliyanie-stress-faktorov-na-soderzhanie-fotosinteticheskix-pigmentov-v-xvoe-sosny-gustocvetnoj-i-sosny-vejmutova/ (дата обращения: 24.10.2021. ).
Титова М. С. ВЛИЯНИЕ СТРЕСС-ФАКТОРОВ НА СОДЕРЖАНИЕ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ В ХВОЕ СОСНЫ ГУСТОЦВЕТНОЙ И СОСНЫ ВЕЙМУТОВА / М. С. Титова // Международный научно-исследовательский журнал. — 2021. — №10 (17) Часть 1. — С. 77—78.

Импортировать


ВЛИЯНИЕ СТРЕСС-ФАКТОРОВ НА СОДЕРЖАНИЕ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ В ХВОЕ СОСНЫ ГУСТОЦВЕТНОЙ И СОСНЫ ВЕЙМУТОВА

Титова М.С.

Кандидат биологических наук, Горнотаежная станция им. В.Л. Комарова Дальневосточного отделения Российской академии наук

ВЛИЯНИЕ СТРЕСС-ФАКТОРОВ НА СОДЕРЖАНИЕ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ В ХВОЕ СОСНЫ ГУСТОЦВЕТНОЙ И СОСНЫ ВЕЙМУТОВА

Аннотация

Изучено влияние стресс-факторов –  почвенной засухи и низкого уровня освещенности на содержание фотосинтетических пигментов в хвое саженцев сосны густоцветной и сосны Веймутова.

Ключевые слова: фотосинтетические пигменты, хвоя, хлорофиллы, каротиноиды, стресс-фактор.

Titova M.S.

Candidate of Biological Sciences, Mountain- Taiga station of V.L. Komarov FEB RAS

EFFECTS OF STRESS FACTORS ON PHOTOSYNTHETIC PIGMENTS IN NEEDLES PINUS DENSIFLORA AND PINUS STROBUS

Abstract

Studied the effects of stress factors – soil drought and low light level on the content of photosynthetic pigments in the needles of Pinus densiflora and Pinus strobus.

 Keywords: photosynthetic pigments, needles, chlorophylls, carotenoids, the stress factors.

Известно, что состав и соотношение фотосинтетических пигментов позволяет судить о многих аспектах физиологического состояния растений.  Одним из первых действие стресс-факторов разной природы воспринимает фотосинтетический аппарат.

Почвенная засуха – один из основных факторов, лимитирующих рост и развитие древесных растений, следствием которой является острая нехватка доступной растениям воды, она сопровождается нарушением метаболизма, снижением продуктивности и даже гибелью растений [1].  Основная стратегия адаптации растений к почвенной засухе направлена на поддержание водного баланса за счет экономного расходования воды, повышения водопоглотительной способности корневых систем.

 Целью исследований явилось изучение влияния стресс-факторов – почвенной засухи и затенения на содержание и соотношение фотосинтетических пигментов у двух видов саженцев сосен.

Эксперимент проводили в 2009-2011 гг. на Горнотаёжной станции ДВО РАН в условиях вегетационного домика. Объекты изучали в паре «дальневосточный вид – интродуцент», соответственно, сосна густоцветная (Pinus densiflora Siebold et Zucc.) – сосна Веймутова (Pinus strobus L.). Содержание фотосинтетических пигментов (хлорофиллов, каротиноидов) определяли на спектрофотометре СФ-56 (ЛОМО) в ацетоновом экстракте при величине оптической плотности 662, 644,440,5 нм по методике Шлыка А.А. [2]. Расчет концентрации пигментов производился по формулам Веттштейна для 100%-ного ацетона.

 Растения выращивали в почвенной культуре в одинаковых по объему кюветах. Исходная влажность почвы составляла 65-70% полной влагоемкости.

Почвенную засуху создавали снижением полива растений на 50% по отношению к контролю в течение 60 дней, затем прекращали полив в течение 25 дней в период завершения роста хвои и побегов растений. Продолжительность почвенной засухи определялась физиологическим состоянием растений и составила в целом более 70 дней.

В качестве второго стрессорного фактора использовали затенение со снижением освещенности до 50% по отношению к контрольным растениям  в течение 75 дней [3].

Динамику пигментов в хвое саженцев сосны густоцветной и сосны Веймутовой определяли с мая по сентябрь. Сезонная динамика суммарного содержания пластидных пигментов (хлорофиллов a+b и каротиноиды) у сосны густоцветной и сосны Веймутова представлена на рис.1 и рис. 2.

11-08-2021 15-43-41

Рис. 1 – Суммарное содержание фотосинтетических пигментов в хвое сосны густоцветной в различных вариантах опыта

В разных вариантах опыта в хвое обоих видов сосен накопление хлорофиллов и каротиноидов начиналось в основном  с конца мая и снижалось к концу августа.

В контрольных вариантах по суммарному содержанию пигментов хвойных пород лидирует интродуцированная сосна Веймутова. В течение всего летнего периода количество пигментов в ее хвое в 1,4-1,6 раза больше, чем в хвое сосны густоцветной соответственно. Объясняется это тем, что дальневосточный вид, в отличие от интродуцента отличается замедленной скоростью формирования хвои весной, соответственно и скорость накопления пигментов до второй половины лета у него ниже, чем у сосны густоцветной.

Наибольшие показатели хлорофиллов a+b и каротиноидов в хвое отмечены у сосны веймутовой в июле – 2,14 мг/г сырого веса,  у сосны густоцветной в июне – 1,69 мг/г.

 11-08-2021 15-43-32

Рис. 2 – Суммарное содержание фотосинтетических пигментов в хвое сосны Веймутова в различных вариантах опыта

Под влиянием почвенной засухи суммарное содержание пигментов в хвое сосен уменьшается в 1,2 раза по сравнению с контролем.

При недостаточном освещении – в варианте опыта с притенением количество пигментов в хвое сосен снижается по сравнению с контролем для сосны густоцветной в 1,26 раза, а для сосны веймутовой в 1,04 раза.

Таким образом, местный и интродуцированный вид сосны по-разному реагируют на действие стресс-факторов, так если  сосна Веймутова отвечает на влияние почвенной засухи и притенения накоплением пластидных пигментов, то у сосны густоцветной, наоборот, их количество снижается по сравнению с контрольными значениями.

Согласно нашим исследованиям содержание каротиноидов в хвое сосен в контроле и при действии лимитирующих факторов является довольно динамичным показателем (таблица).

Таблица 1 – Динамика накопления каротиноидов в хвое саженцев сосен (в числителе – сосна густоцветная, в знаменателе – сосна Веймутова)

Варианты

опыта

Время взятия образцов
май июнь июль август сентябрь
Контроль 0,25±0,04

0,37±0,01

0,26±0,03

0,32±0,01

0,27±0,01

0,31±0,01

0,27±0,01

0,32±0,03

0,29±0,01

0,29±0,02

Засуха 0,30±0,01

0,30±0,03

0,26±0,02

0,29±0,04

0,19±0,03

0,30±0,02

0,24±0,01

0,32±0,01

0,24±0,02

0,27±0,02

Притенение 0,23±0,02

0,29±0,03

0,18±0,01

0,28±0,05

0,14±0,01

0,28±0,01

0,29±0,01

0,30±0,04

0,24±0,04

0,29±0,01

 

Так у сосны густоцветной с мая по сентябрь шло увеличение данного показателя с  0,25 до 0,29 мг/г. У сосны Веймутовой максимальное значение содержания каротиноидов зафиксировано в мае – 0,37 мг/г, в остальные месяцы количество варьировало в пределах от 0,29 до 0,31 мг/г.

 Установлено, что под влиянием почвенной засухи в хвое сосен отмечена тенденция к  снижению уровня каротиноидов примерно в 1,08 раза по сравнению с контролем.

В условиях притенения у сосны густоцветной среднее содержание каротиноидов в сезонной динамике уменьшилось в 1,23 раза, т.е. с отметки 0,27 в контроле до 0,22 мг/г сырого веса в опыте. Для сосны Веймутова в августе зафиксировано  снижение уровня желтых пигментов с 0,32 до 0,30 мг/г, т.е.  в 1,10 раз меньше, чем в варианте опыта с контролем.

Согласно полученным данным, среднемесячные показатели содержания пигментов в контроле выглядят следующим образом – сосна густоцветная – 1,58 мг/г, сосна Веймутова – 1,99 мг/г. Под воздействием стресс- фактора – почвенной засухи у сосен отмечено резкое снижение количества пигментов по сравнению в контролем: сосна густоцветная – 1,38 мг/г, сосна Веймутова – 1,72 мг/г (т.е. снижается примерно в 1,2 раза).

В опыте с притенением у сосен мы наблюдаем снижение среднего суммарного содержания пигментов: у сосны густоцветной их значение соответствуют 1,25 мг/г, т.е. по сравнению с контролем количество пигментов в хвое уменьшается на 0,33 мг/г или в 1,26 раза, у сосны Веймутова – 1,91 мг/г, что меньше на 0,08 мг/г или в 1,04 раза.

На основе полученных экспериментальных данных установлено, что в хвое четырехлетних саженцев сосен в условиях вегетационного опыта с почвенной засухой и притенением, происходит снижение синтеза хлорофиллов и каротиноидов. Таким образом, эффективность работы фотосинтетического аппарата может являться одним из важнейших показателей адаптивного потенциала растений в лимитирующих условиях среды.

Литература

  1. Холодова В.П., Бормотова Г.С., Семенов О.Г., Дмитриева Г.А., Кузнецов В.В. Физиологические механизмы адаптации аллоцитоплазматических гибридов пшеницы к почвенной засухе // Физиология растений, 2007. Т. 54. № 4. С. 542–549.
  2. Шлык А.А. Определение хлорофиллов и каротиноидов в экстрактах зеленых листьев // Биохимические методы в физиологии растений. М.: Наука, 1971. С. 170-174.
  3. Козина Л.В., Титова М.С., Иващенко Е.А., Резинкина Г.А. Влияние стрессорных факторов на рост и продуктивность саженцев хвойных пород // Вестник КрасГАУ. Красноярск, 2011. № 2. С.96-100.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.