Адаптационные изменения фотосинтеза при повышенной концентрации CO2

• Автор: Кособрюхов, Анатолий Александрович
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 230 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Повышенная концентрация С и ее действие на растения история вопроса.

1.1.1. Влияние повышенной концентрации СО2 на растения

в контролируемых условиях выращивания.

1.2.2. Глобальное повышение концентрации СО в атмосфере

и ее воздействие на растения

1.2. Влияние повышенной концентрации С на рост и продуктивность растений.

1.3. Фотосинтез при кратковременном повышении концентрации углекислоты

1.4. Адаптационные изменения фотосинтетического аппарата

при повышенной концентрации углекислоты.
1.4.1. РБФКО основной фермент ассимиляции ССЬу С растений
1.4.2. Энергетическая функция С
1.4.3. Фотосинтез и дыхание при повышенной концентрации углекислоты.
1.5. Роль углеводного обмена в регуляции активности фотосинтетического аппарата.
1.5.1. Содержание крахмала в листьях.
1.5.2. Растворимые сахара в листьях и других органах растений
1.6. Зависимость фотосинтеза от факторов внешней среды и ес регуляция.
1.6.1. Ответные реакции растений на изменение условий внешней среды
1.6.2. Развитие адаптивных процессов во времени
1.6.3. Влияние сернистого газа на активность фотосинготического
аппарата
1.6.4. Действие ультрафиолетовой радиации на фотосннтетический аппарат.
1.6.5. Влияние обработки листьев метанолом на фотосинтез .
ГЛАВА И. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объекты и условия выращивания
2.1.1. Методика выращивания растений
2.1.2. Хлоропласты и их выделение.
2.1.3. Препараты доя определения ферментной активности
2.2. Измерительные методы
2.2.1. Аппаратура и методы измерения С газообмена листьев и
целого растения.
2.2.2. Методика измерения С газообмена растений, получения и расчета углекислотных и световых кривых фотосинтеза.
2.2.3. Определение фотохимической активности хлоропластов.
2.2.4. Флуоресцентный анализ активности первичных процессов.
2.2.5. Определение активности РБФК
2.2.6. Определение углеводов в одной навеске растительного материала
2.2.7. Определение ростовых показателей.
2.2.8. Фотосннтетический индекс стрессустойчивости.
2.2.9. Статистическая обработка экспериментальных данных
ГЛАВА III. ВЛИЯНИЕ ПОВЫШЕННОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ С НА ФОТОСИНТЕЗ ИЧЕСКИЙ АППАРАТ И РОСТОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
3.1. Влияние С на ростовые параметры растений огурца в начальный период их выращивания.
3.2. Фотосинтез и дыхание при длительном действии С на
растения
3.3. Уг леводный обмен растений при повышенной концентрации
3.4. Содержание пигментов и активность световой стадии фотосинтеза
при повышенной концентрации С.
3.4.1. Содержание пигментов в листьях растений
3.4.2. Активность световой стадии фотосинтеза
3.5. Активность РБФКО в листьях огурцов при длительном
действии С на растения
3.6. СО газообмен растений при кратковременном повышении
концентрации С в атмосфере
ГЛАВА IV. АКТИВНОСТЬ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОГО АППАРАТА РАСТЕНИЙ ПРИ ПЕРИОДИЧЕСКОМ ИЗМЕНЕНИИ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ.
4.1. Активность фотосинтетического аппарата в условиях
переменного углекислотного режима
4.2. Активность РБФКО в листьях огурцов при периодическом
повышении концентрации С
4.3. Влияние периодического повышения С на содержание
углеводов в различных органах растений.
4.4. Содержание пигментов в листьях и активность световой стадии фотосинтеза при периодическом повышении концентрации СО
4.5. Ростовые показатели растений огурца при периодическом
повышении концентрации С
4.6. Влияние периодического изменения интенсивности света, температуры воздуха на активность фотосинтетического аппарата
и накопление сухой биомассы растениями.
ГЛАВА V. ВЛИЯНИЕ СТРЕССФАКТОРОВ НА АКТИВНОСТЬ
ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОГО АППАРАТА ПРИ ПОВЫШЕННОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕКИСЛОТЫ.
5.1. Влияние сернистого газа на фотосинтез хвои сосны при повышенной концентрации СО.
5.2. Действие УФ радиации на фотосинтетический аппарат пшеницы при естественной и повышенной концентрации СО
5.3. Влияние обработки листьев метанолом на фотосинтетический аппарат растений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Согласно литературным данным Палкин, Сысоева , , , при различных световых и температурных режимах выращивания в листьях огурцов остается порядка от обшей массы растений при значительном варьировании соотношения массы стеблей и корней. Изменение донорноакцепторных отношений в системе целого растения играет большую роль в регуляции скорости фотосинтеза Мокроносов, , Чиков, . Гак, в работе Андреевой с сотрудниками Андреева и др. Общее увеличение биомассы растений достигалось за счет увеличения площади листовой поверхности и повышения фотосинтез и чес кой активности единицы листовой поверхности. В работе Гербауда и Андре , , более высокая эффективность действия СО на растения перца при низкой интенсивности света была связана с увеличением площади листьев и фотосинтеза в расчете на единицу площади листьев. При высокой интенсивности света определяющим фактором повышения продуктивности растений был высокий фотосинтез единицы листовой поверхности. Более высокую эффективность действия повышенной концентрации углекислоты при низких интенсивностях ФАР можно объяснить тем, что при недостатке света в растении возникает дефицит ассимилятов, который в той или иной мере компенсируется усилением фотосинтеза в атмосфере с повышенным содержанием углекислого газа Гуляев и др. По мнению Чморы и Мокроносова Чмора, Мокроносов, , более высокая продуктивность растений при относительно низких интенсивностях света может также объясняется концепцией Тооминга Тоомннг, о максимальной продуктивности растений при световом режиме равном интенсивности радиации приспособления. В этом случае фотосинтетичсекий аппарата работает с максимальным КПД, независимо от уровня концентрации углекислоты. Рассматривая влияние длительного действия повышенной концентрации углекислоты на растения Мокроносов Мокроносов, предположил, что после кратковременного первичною увеличения скорости поглощения СОг, интенсификация фотосинтеза оказывается в несогласии со скоростью эпигенетических процессов. Перекорм листа вызывает торможение фотосинтеза через закрытие устьиц, накопление крахмала и увеличение мезофильного сопротивления диффузии оттоку С, репрессии синтеза карбоангидразы. При длительном действии СО на растения усиливается ростовая функция и увеличивается площадь листьев и масса нефотосинтезирующих органов. Следует также учитывать тот факт, что световые и температурные оптимумы фотосинтеза и ростовых процессов, чаще всего не совпадают Температурный оптимум фотосинтеза отличается температурного оптимума ростовых процессов и, в основном, выше температурного оптимума продуктивности растений Росс, , i . Авторы , i, делают вывод, что реакция фотосинтетического аппарата на изменение температуры в значительной степени ослабляется в результате физиологической и морфологической адаптации растений к условиям выращивания. В результате, оптимальный температурный режим выращивания зависит не только от температурного оптимума фотосинтеза, но и оптимума ростовой функции. Как уже отмечалось выше, насыщение углекислотных кривых фотосинтеза у многих растений наблюдается при концентрациях С в атмосфере 0,1 0,2 , Вознесенский, . У древесных видов выход углекислотной кривой на плато насыщения отмечен при более высоких концентрациях СО. У тополя при 0,3 С , у бука и сосны при 0,, а у ели и пихты при 0, С. Концентрация С, при которых происходит насыщение фотосинтеза, в значительной степени зависит от световых и температурных условий выращивания. Так, у растений, генетически приспособленных к высоким уровням интенсивности света, световое плато насыщения отсутствует. У видов, произрастающих в условиях затенения, оно сохраняется и при насыщающей концентрации С Вознесенский, , Цельникер, . Наряду с изменениями световых кривых поглощения С, повышение концентрации углекислоты приводит к изменению температурных зависимостей фотосинтеза, сдвигу температурного оптимума поглощения С в сторону более высоких температур Вознесенский, , . Сдвиг температурного оптимума фотосинтеза отмечен уже в первых работах по изучению действия С на фотосинтез Катунский, .