В настоящее время большое внимание уделяется состоянию окружающей среды. Факториальная экология или аутэкология - раздел экологии, изучающий влияние факторов окружающей среды на отдельные организмы, популяции и виды (растений, животных, грибов, бактерий). Задача аутэкологии - выявление физиологических, морфологических и прочих приспособлений (адаптаций) видов к различным экологическим условиям: режиму увлажнения, высоким и низким температурам, засолению почвы (для растений). Изучение путей повышения устойчивости растений к неблагоприятным факторам внешней среды относится к числу приоритетных направлений современной физиологии растений. Фотосинтетический аппарат (ФА) растений – один из наиболее чувствительных к абиотическому (факторы неживой природы, физические или химические) стрессу клеточных систем.
ФА в растениях является сложной многоуровневой системой, обеспечивающей поглощение света и трансформацию энергии в химические связи. Структура ФА отражает функциональные характеристики каждого вида растений, могут отличаться параметры аппарата ассимиляции листьев, количество и размер хлоропластов и молекулярная организация фотосинтетических мембран.
Закономерности формирования устойчивости ФА к неблагоприятным внешним факторам и механизм действия физиолого-биохимических защитных реакций исследованы недостаточно. Между тем, понимание основных закономерностей формирования стресс-устойчивости ФА позволяет выявить наиболее эффективные пути повышения устойчивости растений к стрессовым факторам, и, следовательно, снизить их негативное действие на продукционный процесс.
Исследователи из Института Тольятти и Самары под руководством Главного научного сотрудника Лаборатории экологической биохимии, доктора биологических наук Ольги Анатольевны Розенцвет совместно с Семеновой Галиной Алексеевной из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН изучают структурные и молекулярные параметры ФА растений с разными стратегиями накопления соли. Результаты их исследований опубликованы в августовском номере журнала Plant Physiology and Biochemistry.
Исследовано влияние засоленности почвы на ряд параметров фотосинтетического аппарата: обмен CO2, содержание пигментов, липидов и жирных кислот, мезоструктура, ультраструктура и биохимический состав хлоропластов растений с разной стратегией запасания соли. Объектами исследования были «соленакапливающие» - эугалофиты, «солевыделяющие» - криногалофиты и «мало проницаемые для солей» растения - гликогалофиты.
«Результаты комплексного исследования демонстрируют, что самой высокой фотосинтетической активностью, оцененной по средним параметрам обмена CO2-газа в листьях, обладали растения из группы эугалофитов, в то время как у крино- и гликогалофитов это параметр был ниже. Крупные клетки с большим количеством хлоропластов и высоким содержанием мембранных глицеролипидов и ненасыщенной жирной кислоты С18:3, но с меньшими пигментными и светопреобразующими комплексами характеризуют особенности эугалофитов с сочным типом листьев» - рассказала пресс-службе ИТЭБ РАН соавтор статьи старший научный сотрудник Лаборатории механизмов организации биоструктур, кандидат биологических наук Семенова Галина Алексеевна, выполнившая структурный анализ в этой интересной работе. Обнаружено, что особенности мезоструктуры, ультраструктуры и супрамолекулярных взаимодействий галофитного ФА были тесно связанны с функциональными параметрами газообмена, стратегией видов в отношение к накоплению солей, жизненной формой растений и отношению к методу водного регулирования.
Работа поддержана грантами РФФИ (№ 04-12-01110-а, 14-04-1018914-к).
Источник:
Rozentsvet O., Nesterov V., Bogdanova E., Kosobryukhov A., Subova S., Semenova G. Structural and molecular strategy of photosynthetic apparatus organization of wild flora halophytes. Plant Physiology and Biochemistry, V. 129, August 2018, Pages 213-220. Available online 07 June 2018.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0981942818302572
Материал подготовила:
Алсу Дюкина
Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru
Галерея
