Сопряженность фотосинтеза и дыхания с содержанием хлорофилловых пигментов в растениях овсяницы тростниковой Festuca arundinacea Schreb. в условиях воздействия предельных и ароматических углеводородов
- Авторы: Тюлькова Е.Г.1, Савченко Г.Е.2, Кабашникова Л.Ф.2
-
Учреждения:
- Гомельский государственный медицинский университет
- Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси
- Выпуск: № 6 (2023)
- Страницы: 626-639
- Раздел: ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
- URL: https://journals.rcsi.science/1026-3470/article/view/231694
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1026347022600480
- EDN: https://elibrary.ru/ESTKYP
- ID: 231694
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Изучали связь деградации мембраносвязанного хлорофилла с изменениями скоростей темнового дыхания и фотосинтеза в листьях Festuca arundinacea Schreb. под действием различных концентраций предельных и ароматических углеводородов, присутствующих в техногенных выбросах. Через 1 сут после интоксикации обнаружена тесная отрицательная корреляционная взаимосвязь между содержанием бесфитольных форм пигментов и скоростью фотосинтеза и положительная − между содержанием: 1) фитольных форм и скоростью фотосинтеза; 2) бесфитольных форм и скоростью дыхания. Взаимосвязи между процессами изменялись через 3 сут, характеризуя детоксицирующие и адаптационные способности растений.
Ключевые слова
Об авторах
Е. Г. Тюлькова
Гомельский государственный медицинский университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: tut-3@mail.ru
Беларусь, 246000, Гомель, ул. Ланге, 5
Г. Е. Савченко
Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси
Email: tut-3@mail.ru
Беларусь, 220072, Минск, ул. Академическая, 27
Л. Ф. Кабашникова
Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси
Email: tut-3@mail.ru
Беларусь, 220072, Минск, ул. Академическая, 27
Список литературы
- Аверина Н.Г., Емельянова А.В., Щербаков Р.А., Козел Н.В., Обуховская Л.В., Усатов А.В. Фотосинтез и скорость поглощения кислорода в растениях озимого рапса, обработанных 5-аминолевулиновой кислотой // Физиология растений. 2019. Т. 66. № 6. С. 461–472.
- Акиншина Н.Г., Азизов А.А., Карасева Т.А., Клозе Э. Новые возможности в оценке состояния растений // Сибирский экологический журн. 2008. Т. 2. С. 249.
- Гудвин Т., Мерсер Э. Введение в биохимию растений. Т. 1. М.: Мир, 1986. 393 с.
- Икконен Е.Н., Шибаева Т.Г., Шерудило Е.Г., Титов А.Ф. Реакция дыхания проростков озимой пшеницы на продолжительное и кратковременное ежесуточное понижение температуры // Физиология растений. 2020. С. 312–318.
- Кабашникова Л.Ф. Фотосинтетический аппарат и потенциал продуктивности хлебных злаков. Минск: Беларус. навука, 2011. 327 с.
- Корнеев Д.Ю. Информационные возможности метода флуоресценции хлорофилла. К.: Альтерпресс, 2002. 188 с.
- Ланкин А.В. Механизмы токсического действия полициклических ароматических углеводородов на фотосинтетический аппарат: Автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2016. 22 с.
- Постановление М-ва здравоохранения Респ. Беларусь, 08.11.2016 г., № 113 // [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://pravo.by_1485896400.pdf. – Дата доступа: 22.03.2022.
- Руководство по эксплуатации PlantVital 5030. Штраусберг: INNO-Concept GmbH, 2008. 18 с.
- Тюлькова Е.Г., Кабашникова Л.Ф. Влияние летучих органических соединений на перекисное окисление липидов овсяницы тростниковой Festuca arundinacea Schreb. // Весцi НАН Беларусi. Серыя бiял. навук. 2019. № 4. С. 411–412.
- Тюлькова Е.Г., Савченко Г.Е., Кабашникова Л.Ф. Использование амплитудно-импульсной модулированной флуориметрии для оценки действия летучих органических соединений и бенз(а)пирена на функциональную активность фотосистемы II в листьях овсяницы тростниковой Festuca arundinacea Schreb. // Журн. прикладной спектроскопии. 2021. № 5. С. 767–777.
- Тюлькова Е.Г., Савченко Г.Е., Кабашникова Л.Ф. Деградация хлорофилла в листьях овсяницы тростниковой Festuca arundinacea при действии летучих органических соединений и бенз(а)пирена // Известия РАН. Серия биологическая. 2022. № 4. С. 363–373.
- Шлык А.А., Малашевич А.В. Ускорение образования хлорофилла b и лабилизация хлорофилла a при гидролизе белков хлоропластов трипсином // Доклады АН СССР. 1970. Т. 194. № 3. С. 715–718.
- Carvalho R., Szlafsztein C.F. Urban vegetation loss and ecosystem services: The influence on climate regulation and noise and air pollution // Environ. Pollut. 2019. V. 245. P. 844–852.
- Hansch C., Leo A., Hoekman D. Exploring QSAR – Hydrophobic, Electronic and Steric Constants. Washington, DC: American Chemical Society, 1995. 348 p.
- Harpaz-Saad S., Azoulay T., Arazi T., Ben-Yaakov E., Mett A., Shiboleth Y.M., Hörtensteiner S., Gidoni D., Amit Gal-On, Goldschmidt E.E., Eyal Y. Chlorophyllase is a rate-limiting enzyme in chlorophyll catabolism and is post-translationally regulated // Plant Cell. 2007. V. 19. P. 1007–1022.
- Haynes W.M., Lide D.R., Bruno T.J. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 95th Edition / CRC Press LLC, Boca Raton: FL, 2014–2015. 2666 p.
- Horvath I., Glatz A., Varvasovszki, Vigh L. Membrane physical state controls the signaling mechanism of the heat shock response in Synechocystis PCC 6803: Identification of hsp17 as a “fluidity gene” // Proc Natl Acad Sci USA. 1998. V. 95 (7). P. 3513–3518.
- Huffer S., Clark M.E., Ning J.C., Blanch H.W., Clark D.S. Role of alcohols in growth, lipid composition, and membrane fluidity of yeasts, bacteria, and archaea // Appl. Environ. Microbiol. 2011. V. 77. P. 6400–6408.
- Isken S., Santos P., JAM de Bont. Effect of solvent adaptation on the antibiotic resistance in Pseudomonas putida S12 // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1997. V. 48 (5). P. 642–647.
- Jacotot A., Marchand C., Gensous S., Allenbach M. Effects of elevated atmospheric CO2 and increased tidal flooding on leaf gas-exchange parameters of two common mangrove species: Avicennia marina and Rhizophora stylosa // Photosynthesis Research. 2018. V. 138. P. 249–260.
- Kabelitz N., Santos P.M., Heipieper H.J. Effect of aliphatic alcohols on growth and degree of saturation of membrane lipids in Acinetobacter calcoaceticus // FEMS Microbiol. Lett. 2003. V. 220. P. 223–227.
- Kanchan J., Bhatia V.S., Govind, Pandey G.P. Impact of elevated temperatures on specific leaf weight, stomatal density, photosynthesis and chlorophyll fluorescence in soybean // Photosynthesis Research. 2017. V. 131. P. 333–350.
- Kreslavski V.D., Lankin A.V., Vasilyeva G.K., Luybimov V.Yu., Semenova G.N., Schmitt F.-J., Friedrich T., Allakhverdiev S.I. Effects of polyaromatic hydrocarbons on photosystem II activity in pea leaves // Plant Physiol. Biochem. 2014. V. 81. P. 135–142.
- Lichenthaler H.K., Buschmann C. Chlorophylls and carotenoids: measurement and characterization by UV-VIS spectroscopy // Current Protocols in Food Analytical Chemistry. 2001. V. 1 (1). P. F4.3.1–F4.3.8.
- Miao Qi, Xiaodi Liu, Yibo Li, He Song, Zuotian Yin, Feng Zhang, Qijin He, Zhenzhu Xu, Guangsheng Zhou. Photosynthetic resistance and resilience under drought, flooding and rewatering in maize plants // Photosynthesis Research. 2021. V. 148. P. 1–15.
- Mironov K., Shumskaya M., Sidorov R.A., Trofimova M.S., Los D.A. Membrane physical state and stress regulation in Synechocystis: fluidizing alcohols repress fatty acid desaturation // The Plant Journal. 2018. V. 96. P. 1007–1017.
- Mosaddegh M.H., Jafarian A., Ghasemi A., Mosaddegh A. Phytoremediation of benzene, toluene, ethylbenzene and xylene contaminated air by D. deremensis and O. microdasys plants // J. Environ. Health Sci. and Eng. 2014. № 12. P. 39–52.
- Ramazan S., Bhat H.A., Zargar M.A., Ahmad P., Riffat J. Combined gas exchange characteristics, chlorophyll fluorescence and response curves as selection traits for temperature tolerance in maize genotypes // Photosynthesis Research. 2021. V. 150. P. 213–225.
- Singh S.K., Reddy V.R. Response of carbon assimilation and chlorophyll fluorescence to soybean leaf phosphorus across CO2: Alternative electron sink, nutrient efficiency and critical concentration // J. Photochem. Photobiol. B: Biology. 2015. V. 151. P. 276–284.
- Vigh L., Maresca B., Harwood J.L. Does the membrane’s physical state control the expression of heat shock and other genes? // Trends in biochemical sciences. 1998. V. 23. P. 369–374.
- Ward J.H. Hierarchical grouping to optimize an objective function // J. of the American Statistical Association, 1963. 236 p.
- Zaouali W., Mahmoudi H., Salah I., Mejri F., Casabianca H., Hosni K., Ouerghi Z. Copper-induced changes in growth, photosynthesis, antioxidative system activities and lipid metabolism of cilantro (Coriandrum sativum L.) // Biologia. 2020. V. 75. P. 367–380.