Исследование методом термоиндукции флуоресценции хлорофилла физиологического состояния фитоценозов в условиях светокультуры при температурных и световых воздействиях

• Автор: Шихов, Валентин Николаевич
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 149 с.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ, ИСПОЛЬЗОВАННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫХ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАСТЕНИЙ.

2.1. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ .

2.3. УСЛОВИЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ

2.4. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО КУЛЬТИВИРОВАНИЮ ФИТОЦЕНОЗОВ

2.5. УСТАНОВКА ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ИНДУКЦИИ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ

2.6. МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ИНТЕРПРЕТАЦИИ ОСНОВНЫХ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫХ ПАРАМЕТРОВ

2.6.1. Термоиндуцированная флуоресценция хлорофилла.

2.6.2. Медленная индукция флуоресценции хлорофилла
2.7. ИЗМЕРЕНИЯ С ГАЗООБМЕНА ЦЕНОЗОВ РАСТЕНИЙ
2.8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ОСНОВНЫХ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ
2.9. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ.
2 МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМОИНДУКЦИИ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ ХЛОРОФИЛЛА В ПРЕДЕЛАХ
ЛИСТОВОЙ ПЛАСТИНКИ.
2.9. ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ТЕМПОВОЙ АДАПТАЦИИ НА ЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МЕТОДА ТЕРМОИНДУЦИРОВАННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ ХЛОРОФИЛЛА.
ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМОИНДУКЦИИ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ В ОНТОГЕНЕЗЕ ЛИСТЬЕВ РАСТЕНИЙ
3.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ИЗМЕНЕНИЯ ОСНОВНЫХ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛИСТЬЕВ ЦЕНОЗОВ РАСТЕНИЙ В НОРМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ.
Ценоз пшеницы
Ценоз редиса.
3.2. АНАЛИЗ ИНФОРМАТИВНОСТИ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ И ВВЕДЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ФЛУОРЕСЦЕНТНОГО ПАРАМЕТРА
3.3. ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ТЕРМОИНДУКЦИИ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
ФИТОЦЕНОЗОВ.
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. ДЕЙСТВИЕ РАЗЛИЧНЫХ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА ПАРАМЕТРЫ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ ЛИСТЬЕВ РАСТЕНИЙ.
4.1. ЭКСПОЗИЦИЯ ЦЕНОЗОВ РЕДИСА И ПШЕНИЦЫ ПРИ ПОРОГОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ ПЕРЕХОДА ОТ БЛАГОПРИЯТНЫХ К НЕБЛАГОПРИЯТНЫМ УСЛОВИЯМ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И РАЗЛИЧНЫХ УРОВНЯХ ОБЛУЧННОСТИ ФАР.
4.1.1. Воздействие температуры на ценоз редиса
Обсуждение
4.1.2. Воздействие температуры на ценоз пшеницы.
Обсуэсдение.
4.2. ЭКСПОЗИЦИЯ ЦЕНОЗОВ РЕДИСА И ПШЕНИЦЫ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ, ЯВЛЯЮЩЕЙСЯ ГРАНИЦЕЙ АКТИВНОЙ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ, И РАЗЛИЧНЫХ УРОВНЯХ ОБЛУЧННОСТИ ФАР
4.2.1. Воздействие температуры на ценоз редиса.
Обсуждение.
4.2.2. Воздействие температуры на ценоз пшеницы
Обсуждение.
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Как показали проведенные эксперименты, таким условиям удовлетворяют верхние, флаговые листья в ценозах злаковых культур например, пшеницы и других видов растений, которые образуют ценозы с четко выраженной ярусной иерархической структурой. Напротив, физиологическое состояние растений, образующих ценозы, в которых либо совсем отсутствует ярусность например, монослой листьев в ценозе редиса, либо среди ярусов нет иерархического порядка, весьма трудно или совсем невозможно оценивать с помощью метода ТИИ флуоресценции хлорофилла. При анализе информативности и работоспособности имеющихся параметров, описывающих кривую ТИИ флуоресценции хлорофилла, сделан вывод о необходимости введения дополнительного интегрального параметра Бр для характеризации изменений кривой ТИИ флуоресценции в диапазоне от до С как на протяжении всего онтогенеза листьев растений, так и при различных стрессовых воздействиях на фотосинтетический аппарат растений. Новый параметр расширяет имеющийся инструментарий работоспособных количественных характеристик кривой ТИИ флуоресценции хлорофилла и дает дополнительные возможности определения состояния фотосинтетического аппарата растений. В данной работе с согласия сотрудников лаборатории УБФ Института биофизики СО РАН с. С.А. Ушаковой и с. Е.Н. Заворуевой использованы экспериментальные данные по динамике показателей СО2 газообмена ценозов растений редиса и пшеницы и содержанию основных пигментов фотосинтетического аппарата в листьях этих растений. Установлено, что перенос экспериментальных данных, полученных при использовании метода ТИИ флуоресценции хлорофилла на отдельных листьях ценоза, на состояние всего этого ценоза возможен только при работе с листьями верхнего яруса для культур, образующих в ценозе четкую многоярусную структуру как, например, ценозы пшеницы и других злаковых культур, когда верхний листовой ярус находится в стабильных световых условиях. Обнаружено, что наиболее чувствительными к воздействию повреждающей температуры С на ФСА листьев растений как для ценозов редиса, так и для ценозов пшеницы были параметры ТИИ флуоресценции хлорофилла и уменьшение которых составило от до от исходной величины. Для листьев 4го яруса снижение значений этих параметров зависело от уровня облученности ценоза во время действия повышенной температуры для ценозов редиса эта зависимость менее выражена, что демонстрирует уменьшение повреждения ФСА с увеличением облученности ФАР и подтверждается изменениями параметра а дополнительного контролирующего флуоресцентного метода МИФ и физиологическими показателями фотосинтез и содержание пигментов. ГЛАВА 1. Флуоресценция является одним из видов люминесценции, которая согласно С. И. Вавилову определяется как свечение, превышающее избыток над тепловым излучением, при условии, что такое избыточное излучение обладает длительностью, значительно превышающей период световых колебаний . Поскольку длительность световых колебаний составляет около с, то считается, что люминесценция должна обладать длительностью не менее Ю с. В зеленом листе растений и в большинстве фотосинтезирующих организмов основным пигментом, ответственным за флуоресцентное излучение этих объектов, является хлорофилл, относящийся к магнийпорфириновому типу молекулфоторецепторов. Флуоресценция является одним из способов реализации возбужднного состояния молекулы пигмента, которое возникает при поглощении кванта света. Как показано на рис. Флуоресценция возникает при переходе молекулы пигмента из первого синглетного возбужднного состояния в основное состояние рис. Именно первому синглетновозбужднному состоянию принадлежит главная роль в первичных процессах преобразования энергии в фотосинтезе. В полярных растворителях флуоресценция это основной способ снятия возбуждения с молекулы пигмента. Излучение флуоресценции всегда происходит с самого нижнего подуровня часть поглощнной энергии рассеивается, поэтому максимум флуоресценции всегда сдвинут в длинноволновую область спектра по отношению к максимуму поглощения закон Стокса .