Фотосинтез и продуктивность. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Статья научная
Размножение в культуре in vitro - важный этап при получении оздоровленного посадочного материала картофеля. Различный спектр облучения может быть использован для регулирования роста и морфогенеза у проростков картофеля ( Solanum tuberosum L.) in vitro. Мы исследовали влияние светодиодных источников света (СД), различающихся по спектральному составу излучения, на ростовые процессы растений картофеля сорта Агрия в культуре in vitro и функциональные параметры фотосинтетического аппарата. Источниками освещения служили светодиодные облучатели («ООО Фокус», Россия) (СД) красного (КС, λ = 635 нм при полуширине полосы излучения ППИ 45 нм), синего (СС, λ = 463 нм, ППИ 23 нм), зеленого (ЗС, λ = 521 нм, ППИ 38 нм) и белого света (БС, λ = 400-730 нм) с интенсивностью облучения на уровне растений 60-65 мкмоль квантовŸм-2Ÿс-1. Часть растений помещали под белые люминесцентные лампы («OSRAM AG», Германия) при той же интенсивности света. Через 28 сут измеряли площадь листьев, высоту растений, учитывали сухую биомассу, определяли скорость СО2-газообмена, а также измеряли параметры переменной флуоресценции хлорофилла. Наибольшее накопление биомассы отмечали при облучении растений люминесцентными лампами, несколько меньшее - при использовании светодиодов белого света. По сравнению с СД белого света действие СС, ЗС и КС приводило к снижению накопления биомассы растениями соответственно на 49,5, 75,6 и 67,5 %. Наблюдаемые изменения были связаны с более высокой активностью фотосинтетического аппарата растений, выращиваемых при облучении светодиодами БС и СС. Скорость фотосинтеза единицы листовой поверхности у этих растений была выше по сравнению с выращиваемыми под СД ЗС и КС. Эффективный квантовый выход ФС II у исследованных растений менялся незначительно (от 0,47 до 0,53), при этом более высокие значения отмечали при использовании люминесцентных ламп и СД белого и зеленого света. Скорость электронного транспорта (ЕТР) и коэффициент нефотохимического тушения (NPQ) менялись подобным образом в зависимости от условий выращивания растений. В условиях, когда скорость фотосинтеза не была лимитирована по СО2, поглощение углекислоты листьями снижалось в ряду люминесцентные лампы > белые СД > красные СД > синие СД > зеленые СД. Максимальная скорость карбоксилирования и большая эффективность реакции наблюдались при облучении растений люминесцентным светом и СД белого света. При облучении СД СС, КС и, особенно, ЗС скорость карбоксилирования снижалась до 77,9; 67,9 и 11,1 % от максимальных значений. Эффективность карбоксилирования резко снижалась при СД КС и ЗС до 37,5 % и 6,7% от максимума. Скорость электронного транспорта в вариантах люминесцентные лампы, БС, КС, СС, ЗС составила соответственно 100; 97,3; 75,1; 68,0; 20,8 %. Одновременно наблюдалось снижение скорости утилизации триозофосфатов до 88,9; 48,7; 28,2; 9,4 % от величины, наблюдаемой при люминесцентном освещении (100 %). Таким образом, в условиях низкой интенсивности света, независимо от его спектрального состава и типа облучателя, активность световых реакций фотосинтеза существенно не изменяется, а наблюдаемые различия в накоплении сухого вещества растениями обусловлены процессами, связанными с активностью реакций темновой фазы фотосинтеза, а также со снижением устьичной проводимости. Полученные результаты позволяют подойти к выяснению влияния разных монохроматических спектров светодиодных облучателей на функционирование фотосинтетического аппарата для обоснования их применения при выращивании растений.
Бесплатно
Статья научная
Доказано, что препараты на основе хитозана обладают противовирусной, антибактериальной и антимикотической активностью, способны стимулировать иммунитет растений. В условиях полевого опыта (Ташкенская обл., Республика Узбекистан, 2015-2016 годы) мы впервые оценили влияние капсулирования семян хлопчатника (сорт Султан) препаратами, синтезированными в институте Химии и физики полимеров при Национальном университете Узбекистана (НУУз, г. Ташкент) из отходов, получаемых по авторской методике при переработке коконов тутового шелкопряда (УзХитан, аскорбат хитозана и хелатный комплекс хитозана с медью), на фотосинтетическую активность растений на фоне вилта (возбудитель - Verticillium dahliae). Показано, что при поражении вилтом возрастает удельный вес листовой пластинки, снижается скорость дыхания и фотосинтеза, уменьшается содержание фотосинтетических пигментов в листьях. Так, на фоне вилта у не обработанных производными хитозана контрольных растений количество хлорофилла уменьшалось на 10 % (в пересчете на 1 см2 поверхности листа) и на 27-30 % (в пересчете на 1 г сухой массы). При использовании биополимеров содержание хлорофилла было выше контроля (без обработки): в вариантах с аскорбатом и хелатом хитозана - соответственно на 25,5 и 17,7 % (в пересчете на 1 г сухой массы), в группах, где применяли УзХитан и аскорбат, - на 15,0 и 16,0 % (в пересчете на 1 см2). Изменения содержания хлорофилла у растений, выращенных в отсутствие инфекционного фона, были статистически недостоверны (при 5 % уровне значимости). Обнаружено, что на фоне вилта у контрольных растений скорость чистой продукции кислорода снижается с 0,245±0,028 до 0,161±0,027 мкмоль O2 · м-2 · с-1, или на 33 %. Это связано с токсическим действием патогена, проникающего через корни по сосудистой системе растений к листьям и точке роста, что приводит к нарушению водного обмена, разрушению хлорофилла и усыханию листьев. В контроле статистический анализ средних показал недостоверность различий в скорости дыхания у листьев, однако следует отметить тенденцию к снижению этого показателя под воздействием вилта (на 22 %). У растений из семян, предварительно обработанных препаратами хитозана, на фоне заражения вилтом средние показатели скорости видимого фотосинтеза (чистой продукции кислорода) превышали контрольные (в случае аскорбата и хелата хитозана максимально - соответственно на 54 и 46 %). Скорость темнового дыхания на фоне вилта по группам достоверно не различалась. Индекс кислородного баланса (ИКБ), который рассчитывается как отношение скорости видимого фотосинтеза к скорости темнового дыхания, может характеризовать физиологическое состояние взрослого растения в условиях биогенного стресса. В отсутствие патогена статистически достоверных изменений ИКБ относительно контроля не обнаружили. Однако на фоне вилта в вариантах с обработкой производными хитозана ИКБ был выше, чем без обработки (в случае аскорбата и хелата - соответственно на 36 и 52 %, Р
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время накоплен огромный фактический материал относительно полезного действия п-аминобензойной кислоты (пАБК) на все элементы структуры урожая растений разных видов и хозяйственного назначения, описаны ее протекторные, репарационные, антимутагенные, антиоксидантные свойства. Однако в мировой литературе практически отсутствует информация о влиянии пАБК на растения амаранта. Овощной амарант - важная пищевая культура, перспективная для средней полосы России, в связи с чем вызывают интерес способы облегчения его интродукции, повышения продуктивности и пищевой ценности. С этой целью представляется возможным использовать пАБК - биологически активное экологически чистое природное соединение с широким спектром действия. В представленной работе впервые исследовано влияние пАБК на всхожесть семян, рост, развитие и продуктивность растений у овощной формы амаранта Amaranthus caudatus L. (сортообразец К173) и A. cruentus L. (сортообразец К185), а также на некоторые показатели фотосинтеза и ассимиляции азота у растений К173. Для оценки активности пАБК сравнивали действие этого соединения и синтетического цитокинина 6-бензиламино-пурина (6-БАП). Установлена зависимость всхожести семян амаранта от концентрации используемых для обработки растворов пАБК (от 10-9 М до 10-4 М). У К173 в варианте с 10-6 М пАБК всхожесть повышалась на 23±5 %, с 10-4 М пАБК - снижалась на 22±4 %. При прочих концентрациях достоверный эффект отсутствовал. У К185 эффекты оказались аналогичными. По характеру действия 6-БАП и пАБК были сходны. На стадии скрытого роста у К173 высота 15-суточных проростков превышала контроль на 10±5 %, масса - на 76±6 %, длина корня - на 133±17 %, у К185 эти показатели были выше, но незначительно. 6-БАП по эффекту оказался практически вдвое сильнее пАБК. В результате развитие растений ускорялось, что способствует большей выживаемости и адаптации. Стимулирующее действие пАБК на рост растений в высоту сохранялось в течение жизни, за исключением периода закладки генеративных органов (60-80-е сут) у обоих сортообразцов. На всех этапах онтогенеза обнаружили значительное (от +30±11 % до +85±10 %) увеличение массы растений в сравнении с контролем. Продуктивность биомассы листьев с растения под действием пАБК и 6-БАП у обоих сортообразцов на 115-е сут в опыте была в среднем на 50±11 % больше контрольной. Чистая продуктивность фотосинтеза листьев у обоих сортообразцов за 45-55 сут под действием пАБК и 6-БАП повышалась одинаково (в среднем на 30 %). В листьях 45-суточных растений К173 в результате предпосевной обработки семян пАБК отмечали увеличение активности нитратредуктазы на 37±4 % (в варианте с 6-БАП - на 85±1 %) и содержания суммарного белка на 10±3 % (для 6-БАП - на 38±14 %), за счет которого повышается пищевая ценность культуры. В результате воздействия пАБК скорость фотофосфорилирования в хлоропластах возрастала на 27±6 % (для 6-БАП - на 86±13 %), скорость транспорта электронов - на 32±6 % (для 6-БАП - на 35±14 %) в сравнении с контролем. Обсуждаются фитогормональные свойства пАБК. Ее применение может быть рекомендовано при возделывании овощного амаранта.
Бесплатно
