Физиологические эффекты узкополосного красно-синего освещения растений : на примере китайской капусты Brassica chinensis L.

• Автор: Аверчева, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 03.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Список сокращений

АБК - абсцизовая кислота

АДФ - аденозиндифосфорная кислота

АК - аскорбиновая кислота

ЛсП - аскорбатиероксидаза

АТФ - аденозинтрифосфорная кислота

АФК - активные формы кислорода

ДНаТ - дуговая натриевая лампа

ДХФИФ - 2,6-дихлорфенолиндофенол

ИУК - индолилуксусная кислота

Кар - каротиноиды

ЛИ - листовой индекс
МДА - малоновый диальдегид
НАДФ - никотинамид-аденин-динуклеотид-фосфат окисленный
НАДФН - никотинамид-аденин-динуклеотид-фосфат восстановленный
НЛ - натриевая лампа высокого давления
НЦФ - нециклическое фотофосфорилирование
ППФ - плотность потока фотонов
СД - светодиодный светильник
СОД - супероксиддисмутаза
ТБК - 2-тиобарбитуровая кислота
УППЛ - удельная поверхностная плотность листа
ФАР - фотосинтетически активная радиации
ФМС - феназинметасульфат
Ф„ - неорганический фосфор
ФС I - фотосистема I
ФС II - фотосистема II
ФСА - фотосингетический аппарат
ФФ - фотофосфорилирование
Хл а - хлорофилл а
Хл Ь - хлорофилл Ь
ЦФ - циклическое фостофосфорилирование ЭТЦ - электрон-транспортная цепь СБ1 — сопрягающий фактор 1 хлоропластов ВСМи - 3-(3,4-дихлорфенил)-1,1-диметилмочевина
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. ВЛИЯНИЕ СВЕТА НА СТРУКТУРНУЮ ОРГАНИЗАЦИЮ И АКТИВНОСТЬ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОГО АППАРАТА
1.2. ВЛИЯНИЕ СВЕТА НА РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ
1.3. ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ УЗКОПОЛОСНОГО СПЕКТРА ОБЛУЧЕНИЯ
Глава 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объект исследования и условия выращивания растений
2.2. Методы исследования
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. ХАРАКТЕРИСТИКА РОСТА И СОСТОЯНИЯ ФСА РАСТЕНИЙ ПРИ ПЛОТНОСТИ ПОТОКА ФОТОНОВ 400 мкмоль/(м2 с)
3.2. ХАРАКТЕРИСТИКА РОСТА И СОСТОЯНИЯ ФСА РАСТЕНИЙ ПРИ ПЛОТНОСТИ ПОТОКА КВАНТОВ 100 мкмоль/(м2 с)
3.3. АДАПТАЦИЯ РАСТЕНИЙ К УВЕЛИЧЕНИЮ ПЛОТНОСТИ ПОТОКА ФОТОНОВ В ХОДЕ ВЕГЕТАЦИИ (ПЕРЕМЕННЫЙ УРОВЕНЬ ОСВЕЩЕНИЯ)
Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Глава 5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРА ТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Энергия фотосинтетически активной радиации (ФАР) используется растением для синтеза органических веществ в ходе фотосинтеза. Кроме того, через систему фоторецепторов свет оказывает регуляторное действие на структуру и функциональную активность фотосинтетического аппарата (ФСА), процессы роста и развитие растений, определяя фотоморфогенез, фотопериоднческие реакции, фототропизмы и фотонастии. Избыточная энергия света может оказывать повреждающее действие на растение.
Проблема воздействия отдельных спектральных составляющих и интенсивности падающего на растение света широко изучалась во второй половине XX века. При исследованиях спектрального состава света растения освещали узкополосным светом в различных частях диапазона длин волн ФАР, для получения которого обычно использовали различные типы светофильтров (поглощающие, интерференционные и др.) (Воскресенская и др., 1965, 1975, 1987; Протасова, 1958). Однако энергия выделенной фильтром узкой полосы светового спектра составляла не более нескольких процентов энергии исходного светового потока, остальная часть излучения первичного источника, преобразуясь в тепло, вызывала интенсивный нагрев светофильтра, который переизлучал инфракрасную радиацию на растения, что могло нарушить тепловой режим в посеве. Вследствие этого большинство описанных экспериментов по выращиванию растений па узкополосном свету проводили при плотности потока фотонов (ППФ), падающего на растения, не превышающей 50-100 мкмоль/(м2 с). Результаты, полученные при столь низких плотностях светового потока, часто оказывались недостаточными для понимания и описания светофизиологических зависимостей в интенсивной светокультуре растений. Альтернативным методом при фотофизиологических исследованиях было использование цветных газоразрядных ламп, в которых с помощью различных люминофоров добивались увеличения энергии излучения

их тепловым шоком) (Kropat et al., 2000). Возможно, MgllpoToIX и MgllpoToIXMe могут выходить из хлоропласта в цитоплазму и там связываться с регуляторным белком (Kropat et al., 2000; Von Gromoff et al., 2006). Есть также данные, что в передаче сигнала через тетрапирролы участвуют Н-субьединица Mg-хелатазы хлоропластов и белок GUN4 (Larkin et al., 2003). Для экспрессии ряда ядерных генов, кодирующих белки хлоропластов, необходим синтез белка в хлоропластах (Bradbeer et al., 1979; Oclmüller et al., 1986; Adamska, 1995). По всей видимости, ингибирование синтеза белка не позволяет хлоропластам достичь той стадии развития, на которой начинает функционировать сигнальный путь от хлоропласта к ядру (Hess et al., 1994); синтезируемые в хлоропластах белки могут быть сигнальными молекулами (Sullivan, Gray, 1999).
1.2.2. Фоторецепторы растений
К настоящему времени у растений открыт ряд фоторецепторов. Фитохром является рецептором красного и дальнего красного света, криптохром и фототропин -рецепторами синего света и ультрафиолета A (Chen et al., 2004). Получены данные о регуляторном действии зелёного света на растение (Folta, Maruhnich, 2007). Рецепторами зеленого света способен служить криптохром (Liscum, Briggs, 1995; Головацкая, 2005; Folta, Maruhnich, 2007) и, в определённой степени, фитохром (Головацкая, 2005). Кроме того, в последнее время в ряде работ обсуждается возможность наличия у растений отдельного рецептора зелёного света, не связанного с криптохромной системой (Головацкая, 2005; Folta, 2004; Folta, Maruhnich, 2007). Показано также регуляторное действие ультрафиолета В (Brosche, Strid, 2003).
Фитохром - наиболее изученный рецептор растений. У Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. показано наличие пяти изоформ фитохромов: PhyA - PhyE (Sharrock, Quail, 1989). PhyA - фотолабильный фитохром, который накапливается в этиолированных проростках и разрушается на свету. PhyB-