Экранирование видимого и УФ-излучения как фотозащитный механизм растений

• Автор: Соловченко, Алексей Евгеньевич
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 410 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. РОЛИ ПИГМЕНТОВ В ЗАЩИТЕ РАСТЕНИЙ ОТ ФОТООКИСЛИТЕЛЬНОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1. Специфика фотозащитных пигментов
1.2. Эволюция фотозащитных пигментов
1.3. Фотозащитные пигменты растений
1.3.1. Микоспорин-подобные аминокислоты
1.3.2. Фенольные соединения
1.3.3. Беталаины
1.3.4. Каротиноиды
1.4. Распределение фотозащитных пигментов в клетках и тканях растении
1.5. Накопление фотозащитных пигментов п оптические свойства растений
1.5.1. Особенности спектров фотозащитных пигментов т у/уо
1.5.2. Методология недеструктивного анализа фотозащитных пигментов с использованием спектроскопии отражения
1.6. Механизмы фотоокнелителыюго повреждения и защиты от него у растений
1.6.1. Образование АФК в растениях
1.6.2. УФ-индуциропанное повреждение растений
1.6.3. Механизмы элиминации АФК и возбужденных состояний Хл
1.7. Индукция синтеза фотозащитных пигментов
1.7.1. Индукция каротиногенеза у одноклеточных водорослей
1.7.2. Каротиногенез и его индукция у высших растении
1.7.3. Индукция синтеза фенольных соединений
1.8. Фотозащитные пигменты н устойчивость к фотоповрежаеншо
1.9. Некоторые подходы к оценке эффективности действия фотозащитных пигментов
1.10. Задачи исследования
ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.1.1. Одноклеточные водоросли
2.1.2. Высшие растения
2.2. Условия облучения
2.2.1. Солнечное УФ излучение
2.2.2. Искусственное облучение
2.3. Выделение тнлакондов н липидных глобул из клеток водорослей

2.4. Анализ жирных кислот
2.5. Выделение кутикулы плодов
2.6. Микроскопия
2.6.1. Световая микроскопия
2.6.2. Электронная микроскопия
2.7. Экстракция и анализ пигментов
2.8. Хроматография
2.8.1. Тонкослойная хроматография

2.9. Измерение параметров переменной флуоресценции хлорофилла
2.10.Спектральные измерения и обработка спектральных данных
2.10.1. Обработка спектров поглощения
2.10.2. Обработка спектров отражения и пропускания
2.10.3. Микроспектрофотометрия
2.11. Использованные реагенты и материалы
2.12. Статистическая обработка результатов
ГЛАВА III. ИЗМЕНЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РАСТЕНИЙ ПОД
ВЛИЯНИЕМ ФОТОЗАЩИТНЫХ ПИГМЕНТОВ И РАЗРАБОТКА НЕДЕСТРУКТИВНЫХ МЕТОДОВ ИХ АНАЛИЗА
3.1. Оптические свойства суспензий P. incisa при адаптации к сильному
свету и отсутствию азота
3.1.1. Спектры поглощения суспензий P. incisa при действии сильного света и
азотном голодании
3.1.2. Связь изменений оптических свойств с накоплением липидов у P. incisa
3.1.3. Спектры поглощения хлоропластов P. incisa
3.2. Влияние накопления родоксантина на оптические свойства листьев и
пластид Aloe arborescens
3.2.1. Спектры поглощения пластид
3.2.2. Оптические свойства листьев
3.3. Влияние аптоцнанов на оптические свойства листьев па уровне целых органов н отдельных клеток
3.4. Влияние адаптации к сильному солнечному свету на оптические свойства плодов
3.4.1. Общие особенности спектроскопии плодов
3.4.2. Изменение спектров отражения плодов под действием сильного солнечного света
3.4.3. Влияние солнечного УФ излучения на спектры отражения плодов
3.4.4. Оптические свойства поверхностных структур плодов в связи с
адаптацией к действию УФ излучения
3.5. Разработка методов недеструктивного анализа пигментов в плодах яблони
по спектрам отражения
3.6. Особенности изменения оптических свойств растений при фотоадаптацнн в связи с
накоплением фотозащитных пигментов (обсуждение результатов)

ГЛАВА IV. ИЗМЕНЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РАСТЕНИЙ ПРИ ФОТОПОВРЕЖДЕНИИ
4.1. Фотоповреждение водоросли P. incisa
4.2. Влияние фотоповреждения на оптические свойства плодов яблони
4.2.1. Изменение оптических свойств плодов яблони при солнечном ожоге
4.2.2. Изменение спектров отражения при облучении сильным видимым светом
4.3. Изменение спектров отражения на терминальных стадиях повреждения плодов
4.4. Общие особенности растительных объектов при фотоповреждении
(обсуждение результатов)
ГЛАВА V. ИЗМЕНЕНИЯ ПИГМЕНТНОГО СОСТАВА РАСТЕНИЙ
ПРИ ФОТОАДАПТАЦИИ И ФОТОПОВРЕЖДЕНИИ
5.1. Динамика содержания каротиноидов, хлорофиллов и жирных кислот при фотоадаптации P. incisa
5.1.1. Рост P. incisa в различных условиях культивирования
5.1.2. Динамика содержания каротиноидов и хлорофиллов в культурах P. incisa
5.1.3. Изменения состава каротиноидов в культурах P. incisa при различной освещенности
5.1.4. Динамика содержания жирных кислот у P. incisa при высокой освещенности и недостатке азота
5.1.5. Связь между содержанием жирных кислот и пигментов у P. incisa при высокой освещенности и дефиците азота
5.2. Изменения пигментного состава созревающих плодов яблони при действии
сильного солнечного света
5.2.1. Содержание общих каротиноидов, хлорофиллов и флавоноидов в плодах яблони
5.2.2. Закономерности изменения содержания пигментов при созревании плодов яблони
5.2.3. Влияние сильного солнечного света на динамику содержания пигментов в созревающих плодах яблони
5.2.4. Влияние солнечного излучения на трансформацию каротиноидов при созревании
плодов яблони
5.3. Кетокаротинонды в листьях алоэ при адаптации к сильному солнечному свету
5.4. Содержание антоциаиов и флавонолов при адаптации к солнечному свету
5.4.1. Облученность солнечным УФ и динамика содержания Фл
5.4.2. Необходимость солнечного УФ для индукции синтеза флавонолов
5.4.3. Исключение солнечного УФ и динамика фотосинтетических пигментов в плодах яблони
5.5. Разрушение хлорофиллов и каротмноиодов при фотоповреждении растений
5.5.1. Деструкция пигментов при искусственном облучении созревающих плодов яблони
5.5.2. Деструкция хлорофиллов и каротиноидов при солнечном ожоге яблок
5.6. Особенности изменения пигментного состава растений при фотоадаптации и
фотоповреждении (обсуждение результатов)
5.6.1. Адаптивное значение изменений пигментного и липидного состава P. incisa
5.6.2. Влияние фотоадаптации на трансформацию пигментов при созревании плодов яблони
5.6.3. Роль солнечного УФ в индукции адаптивных изменений пигментного состава плодов яблони
5.6.4. Особенности изменений пигментного состава при фотоадаптации и фотоповреждении плодов яблони
5.6.5. Родоксантпн как альтернатива антоцианам

Цианеи и отдельные эукариотические микроводоросли. Накопление фотозащитных пигментов (МПА) в цитоплазме

Зеленые микроводоросли. Локализация вторичных каротиноидов в пластоглобу-лах (экстратилакоидные Кар) и цитоплазматических ЛГ (экстрапластидные Кар), накопление УФ-защитных соединений (МПА) в цитоплазме
4. Наземные многоклеточные растения. Вторичные экстратилакоидные и экстрапластидные Кар локализованы в липидных включениях. УФ-защитные соединения (представленные ФеС) компартментализованы в вакуолях, матриксе клеточной стенки и защитно-покровных структурах (кутикуле)
Рис. 10. Компартментализация фотозащитных пигментов.
Обозначения: 1 — цитоплазма; 2 —ядро; 3 — фотосинтетические мембраны; 4 — хлоропласт; 5 — пластоглобулы; б — цитоплазматические ЛГ;
7 — вакуоль;8 — клеточная стенка; 9 — кутикула
Предки фотоавтотрофов и современные цианеи. Экскреция фотозащитных ществ (таких как сцитонемин) во внеклеточную среду