Фотоповреждение фотосинтетического аппарата водоросли Ankistrodesmus falcatus и флуорометрическая индикация состояния фитопланктона Черного моря

• Автор: Волкова, Элина Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.02, 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 86 с. : ил

Оглавление

Список сокращений

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Гетерогенность особей в биологической популяции,

е устойчивость и адаптация к действию неблагоприятных условий среды

1.2 Функциональная организация фотосинтетического аппарата и регуляция первичных процессов фотосинтеза

1.3 Флуориметрнческие методы оценки состояния фотосинтетического аппарата растений.

Цель и задачи исследования.

Глава 2. Объект и методы исследования

Глава 3. Результаты исследован и й.

3.1 Выбор режимов измерения флуоресцентных параметров для микрофлуоромстра
3.2 Изменение флуоресцентных показателей хлорофилла в процессе культивирования.
3.3 Влияние видимого света высокой интенсивности на ФСА водорослей при разных световых условиях культивирования.
3.4 Изменение состояния фотосинтетического аппарата в результате действия УФ излучения.
3.5 Исследования природных популяций фитопланктона Чрного моря флуоресцентными методами.
Обсуждение результатов.
Выводы.
Список литерату


В последние десятилетия были достигнуты большие успехи в разработке и применении флуорометрических методов для определения функциональную активность ФСА высших растений и суспензий водорослейМаторин, Венедиктов, Расои5к1, Ко1Ьег а, Эти разработки создали предпосылки к созданию способов оценки состояния ФСА отдельных клеток водорослей и, следовательно, индивидуальных видов в составе природного фитопланкгонного сообщества. Разработка такого способа изучения природного фитопланктона представляется актуальной в связи с тем, что позволяет получить данные о состоянии ФСА клеток индивидуального вида, оценить его вклад в продукцию водного фитоценоза и прогнозировать динамику его численности. ФСЛ. Все эти показатели могут существенно расширить имеющиеся представления о функционировании фитоплан ктонного сообщества одного из главных продуцентов органического вещества в водной экосистеме. Водоросли способны жить в среде, изменяющейся в широком диапазоне внешних условиях. Они имеют долговременную систему регуляции состава фотосинтетических пигментов, жирных кислот мембранных липидов и многих других биохимических показатели. Наряду с долгосрочной адаптацией водоросли имеют и систему краткосрочной регуляции процессов фотосинтеза, необходимость существования которой обусловлена чрезвычайно быстрыми изменениями интенсивности света в природных условиях. Одной из главных систем быстрой адаптации ФСА является регуляция первичных процессов фотосинтеза Рубин, . Индуцированные светом изменения ФСА обеспечивают его защиту за счет приведения в соответствие всех процессов передачи энергии, электронов и ионов. Градиент Н на фотосинтстической мембране, необходимый для работы сопрягающего фактора и синтеза АТФ, выполняет и регуляторные функции. При действии света избыточно высокой интенсивности возникают большие градиенты Н, приводящие к обратимым структурным изменениям фотосинтетических мембран, которые направлены на безизлунательную диссипацию избытка возбужденных состояний хлорофилла т. Нефотохимическое тушение обусловлено несколькими процессами энергизацией тилакоидов, переносом части светсобирающих пигментбелковых комплексов фотосистемы 2 к фотосистеме 1, изменением состава каротиноидов светсобирающих комплексов, окислением реакционных центров и рядом других причинКгаше, i, ,. Если регуляторные изменения не обеспечивают оптимизации условий утилизации энергии поглощенного света в данных условиях, в ФСА развиваются деструктивные процессы. АФК. В результате действия АФК происходи В определенных условиях эти повреждения могут привести к гибели фототрофного организма. Деструкция ФСА может усиливаться при недостатке элементов минерального питания, в присутствии токсичных веществ и действии ряда других факторов. При неблагоприятных для водорослей условиях даже сравнительно небольшие световые потоки способны вызывать значительные повреждения ФСА. Необходимым условием выживания фототрофов является поддержание нативности ФСА за счет систем репарации, в частности, ресинтеза белков. В случаях, когда репарация не способна компенсировать процессы деструкции развивается повреждение. Поэтому пониженная эффективность работы ФСА клеток водорослей в природе, является, как правило, надежным показателем неблагополучного состояния организма в данных условиях. Снижение эффективности фотосинтеза может быть временным, что соответствует регуляторным и краткосрочным репарационным процессам, или стабильным, обусловленным постоянным действием неблагоприятных условий среды, когда возможности репарации повреждения недостаточны. Таким образом, для определения состояния водорослей в природе следует определять эффекгивноегь фотосинтеза и выяснять, на сколько обратимы изменения ФСА клеток водорослей. Для разработки способов оценки функциональною ФСА состояния водорослей необходимо исследовать последовательность событий при повреждении ФСА и отражение этих процессов в показателях флуоресценции хлорофилла клеток. Нарушения нативности ФСА водорослей в природе с определенными допущениями можно моделировать процессами, протекающими при действии света высокой интенсивности на культуры водорослей.