Состояние растительных организмов в природных условиях и окислительное повреждение фотосинтетического аппарата

• Автор: Погосян, Сергей Иосифович
• Шифр специальности: 03.00.02, 03.00.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 56 с. : ил.; 20х15 см

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ

Доктор биологических наук, профессор Абакумов Владимир Анатольевич

Доктор биологических наук, профессор Балнокин Юрий Владимирович

Доктор физикоматематических наук, профессор .Кукушкин Александр Константинович

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

Институт Океанологии РАН им. П.П.Ширшова

Защита состоится мая года в на заседании Диссертационного Совета Д 1.1. при Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова. Адрес Москва, Ленинские горы, МГУ, Биологический факультет, аудитория Новая.
С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в библиотеке Биологического факультета МГУ.

Диссертация разослана . апреля г.

Учный секретарь Специализированного диссертационного совета, доктор биологических наук, про1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность


Дели и задачи исследования. Научная ноеищга. В работе сформулированы новые представления о закономерностях и последовательности событий в процессе окислительного повреждения ФСА фототрофных организмов в природных условиях. Обнаружено, чпо под действием света, вьоывающего насыщение фотосинтетической цепи транспорта электронов, в условиях, когда системы регуляции не справляются с чрезмерно большим потоком электронов е тушением избыточных возбужденных состояний ХЛ, происходит окислительное повреждение ФСА растительных организмов различных таксономических групп. Ферментативных процессы, инициирующие ПОЛ хлсропластов и других мембранных структур клетки, в темноте не приводят к нарушениям в работе ФСА. Продукты ПОЛ и окислительная деградация пигментов обнаруживаются только после полного блокирования системы фотосинтетического транспорта электронов. Получены спектральные характеристики продуктов ПОЛ растений. Выявлены соотношения между изменением состава жирных кислот мембранных липидов в процессе ПОЛ растений, накоплением диеновых конъюгатов, малонового днаяьдегида, пшффовых оснований и продуктов окислительной деградации фотосинтетических пигментов. В клетках высших растений впервые обнаружена и охарактеризована лиридиннуклеотядзависимая система ферментативного ПОЛ. Установлена последовательность изменений флуоресцентных показателей состояния ФСА водорослей различных таксономических групп в зависимости от времени действия видимого и УФоблучения повреждающих интенсивностей. Обнаружено, что ингибирование деэпоксидазы каротиноидов ксантофилового цикла приводит не только к снижению нефотохимического тушения флуоресценции хлорофилла, но и усилению повреждения ФСА, индуцированного светом высокой интенсивности. Впервые создана методологическая база для определения функционального состояния ФСА индивидуальных клеток популяций водорослей по флуоресцентным показателям ХЛ. Обнаружено, что снижение эффективности работы ФСА клеток водорослей при дефиците элементов минерального питания в среде не изменяет значений среднеквадратичного отклонения в распределении особей по данному показателю. Воздействие на водоросли токсических веществ или повреждающих излучении на фоне снижения средних показателей функциональной активности ФСА сопровождается увеличением гетерогенности распределения клеток по этим показателям. Проведен выбор наиболее информативных и доступных для определения в природных условиях признаков окислительного повреждения ФСА растительных организмов. Разработал комплекс люминесцентных методов определения функционального состояния фотосинтетнческого аппарата ассимиляционных тканей растений, суспензий и одиночных клеток водорослей для бноиндикации и прогнозирования динамики численности популяций водорослей. Научная и практическая значимость работы. Разработаны научные и методические основы для исследования механизмов окислительного повреждения ФСА высших растений и водорослей. Полученные в работе экспериментальные результаты и обобщения вносят существенный вклад в представления о закономерностях и роли процессов окислительной деградации в функционирование ФСА фотоавтотрофных организмов. Модифицированы флуорометрические методы оценки функционального состояния фотосинтетического аппарата высших растений в природных условиях. Использование этих методов позволило применить пршщилиатьно новые подходы для индикации повреждения фотосшгтетичсского аппарата растений в природных фитоценозах. В частности, проведены обследования состояния зеленых насаждений ряды улиц Москвы. Выработаны рекомендации по использованию флуорометрических методов для оценки физиологического состояния древесных растений. Разработаны оригинальные микрофлуорометрические методы регистрации кривых индукции флуоресценции н определения эффективности утилизации световой энергии ФСА на одиночных клетках высших растений и микроводорослей. На основе методов многомерного статистического анализа разработан способ классификации отдельных клеток водорослей по типам кривых индукции флуоресценции.