Сезонная адаптация фотосинтетического пигментного комплекса сосны обыкновенной с разным типом апофиза семенных чешуй в условиях постоянного избыточного увлажнения почв северной тайги

Автор: Тарханов С.Н., Пинаевская Е.А., Аганина Ю.Е., Пахов А.С.

Журнал: Лесохозяйственная информация @forestry-information

Рубрика: Лесоведение и лесоводство

Статья в выпуске: 3, 2024 года.

Бесплатный доступ

В статье рассматриваются вопросы адаптивных изменений содержания хлорофиллов и каротиноидов в хвое у форм сосны обыкновенной с «плоским» (f. plana Christ) и «выпуклым» (f. gibba Christ) типом апофиза семенных чешуй в сосняках кустарничково-сфагновых в устье Северной Двины. Показано, что жаркая и сухая погода в июле 2018 г. оказала отрицательное влияние на синтез зеленых пигментов в хвое как у сосны с «плоским», так и с «выпуклым» типом апофиза, что может быть связано с депрессией фотоассимиляции в этих условиях. Благоприятный температурный режим осенью 2014 г. и в 2018 г. способствовал накоплению зеленых пигментов в хвое деревьев разных форм. При среднемесячной температуре воздуха в июне-июле 2014 г., близкой к средним многолетним показателям, осеннее повышение общего содержания зеленых пигментов было менее значительно по сравнению с 2018 г. Увеличение величины соотношения хлорофиллов a и b в хвое текущего года в августе-сентябре 2018 г. свидетельствует о негативном воздействии факторов внешней среды на светособирающие комплексы (ССК) хлоропластов хвои сосны в условиях постоянного избыточного увлажнения почв. Содержание хлорофилла a, сумма хлорофиллов a и b и общее содержание фотосинтетических пигментов в хвое в конце вегетационных периодов 2014 и 2018 г. у формы с «выпуклым» апофизом существенно больше по сравнению с формой с «плоским» апофизом. У сосны с разным типом апофиза выявлено существенное снижение содержания хлорофилла a, суммы хлорофиллов a и b и общего содержания фотосинтетических пигментов в хвое вновь образованных побегов при значительном понижении температуры воздуха в ноябре (до -1 °С) по сравнению с октябрем, что способствует уменьшению поглощенной солнечной энергии перед перезимовкой. Как у формы с «плоским», так и с «выпуклым» типом апофиза содержание каротиноидов резко возрастает в конце сентября и октябре-ноябре по сравнению с другими месяцами. Перед зимой их доля по отношению к зеленым пигментам максимальна, что приводит к усилению защитных реакций деревьевэтих форм в условиях сезонного климата.

Еще

Pinus sylvestris l., формы с «плоским» и «выпуклым» апофизом, хвоя вновь образованных побегов, фотосинтетические пигменты (хлорофиллы a и b, каротиноиды), сезонная динамика, постоянное избыточное увлажнение почв

Короткий адрес: https://sciup.org/143183213

IDR: 143183213   |   DOI: 10.24419/LHI.2304-3083.2024.3.01

Список литературы Сезонная адаптация фотосинтетического пигментного комплекса сосны обыкновенной с разным типом апофиза семенных чешуй в условиях постоянного избыточного увлажнения почв северной тайги

  • Мамаев, С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений (на примере семейства Pinaceae на Урале) / С.А. Мамаев. - Москва: Наука, 1972. - 284 с.
  • Тишкина, Е.А. Экологическая пластичность пигментного комплекса хвои в горных и равнинных ценопопуляциях можжевельника обыкновенного / Е.А. Тишкина, Л.А. Семкина, А.А. Григорьев // Лесоведение. - 2021. - Т. 4. - № 4. - С. 354-362.
  • Дымова, О.В. Фотосинтетические пигменты в растениях природной флоры таежной зоны Европейского северо-востока России / О.В. Дымова, Т.К. Головко // Физиология растений. - 2019. - Т. 66. - № 3. - С. 198-206.
  • Молотков, П.И. Селекция лесных пород / П.И. Молотков, И.Н. Патлай, Н.И. Давыдов ; под ред. П.И. Мо-лоткова. - Москва: Лесная промышленность, 1982. - 224 с.
  • Бессчетнова, Н.Н. Генотипическая обусловленность пигментного состава хвои плюсовых деревьев ели европейской / Н.Н. Бессчетнова, В.П. Бессчетнов, П.В. Ершов // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2019. - № 1. - С. 63-76.
  • Правдин, Л.Ф. Сосна обыкновенная. Изменчивость, внутривидовая систематика и селекция / Л.Ф. Прав-дин. - Москва: Наука, 1964. - 191 с.
  • Попов, П.П. Географическая изменчивость формы семенных чешуй ели в Восточной Европе и Западной Сибири / П.П. Попов // Лесоведение. - 1999. - № 1. - С. 68-73.
  • Путенихин, В.П. Популяционная структура и сохранение генофонда хвойных видов на Урале: автореф. дис.... д-ра биол. наук / В.П. Путенихин. - Красноярск: Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 2000. - 48 с.
  • Абдуллина, Д.С. Дифференциация популяций сосны обыкновенной по фенотипическим признакам на северо-восточном пределе ареала / Д.С. Абдуллина, И.В. Петрова // Аграрный вестник Урала. - 2012. - № 9. - С. 34-36.
  • Видякин, А.И. Фены лесных древесных растений: выделение, масштабирование и использование в популяционных исследованиях (на примере Pinus sylvestris L.) / А.И. Видякин // Экология. - 2001. - № 3. - С. 197-202.
  • Паршевников, А.Л. Руководство по полевому исследованию лесных почв / А.Л. Паршевников. - Архангельск: АИЛиЛХ, 1974. - 45 с.
  • Изотов, В.Ф. Влияние осушения на условия произрастания лесов Северной подзоны тайги / В.Ф. Изотов // Лесное хозяйство. - 1969. - № 1. - С. 3-36.
  • Анучин, Н.П. Лесная таксация / Н.П. Анучин. - Москва: Лесная промышленность, 1982. - 552 с.
  • Полевая геоботаника. - Т. 3 / Е.М. Лавренко, А.А. Корчагина ; под общ. ред. Е.М. Лавренко. - Москва-Ленинград: Наука, 1964. - 531 с.
  • Сукачев, В.Н. Методические указания к изучению типов леса / В.Н. Сукачев, С.В. Зонн. - Москва: АН СССР, 1961. - 144 с.
  • Практикум по физиологии растений / Н.Н. Третьяков, Т.В. Карнаухова, Л.А. Паничкин [и др.] ; под ред. Н.Н. Третьякова. - Москва: Агропромиздат, 1990. - 271 с.
  • Пигментный комплекс растений природной флоры европейского северо-востока / Т.К. Головко, И.В. Далькэ, О.В. Дымова [и др.] // Известия Коми научного центра УрО РАН. - 2010. - № 1(1). - С. 39-146.
  • Тарханов, С.Н. Адаптивные реакции морфологических форм сосны (Pinus sylvestris L.) в стрессовых условиях северной тайги (на примере Северо-Двинского бассейна) / С.Н. Тарханов, Е.А. Пинаевская, Ю.Е. Аганина // Сибирский экологический журнал. - 2018. - № 4. - С. 425-437.
  • Тарханов, С.Н. Адаптация и морфологическое состояние разных форм сосны в условиях постоянного избыточного увлажнения почв северной тайги / С.Н. Тарханов, Е.А. Пинаевская, Ю.Е. Аганина // Лесоведение. -2022. - № 1. - С. 72-84. DOI: 10.31857/S0024114821060103.
  • Ogust, G. Photosynthesis of overwintering evergreen plants / G. Ogust, N.P.A. Huner // Annual Review of Plant Biology. - 2003. - Vol. 54. - P. 329-355.
  • Структурно-функциональные изменения фотосинтетического аппарата у зимневегетирующих хвойных растений в различные сезоны года / Т.Г. Маслова, H.C. Мамушина, О.А. Шерстнева [и др.] // Физиология растений. - 2009. - Т. 56. - № 5. - С. 672-681.
  • Яцко, Я.Н. Пигментный комплекс зимне- и вечнозеленых растений в подзоне средней тайги европейского Северо-Востока / Я.Н. Яцко, О.В. Дымова, Т.К. Головко // Ботанический журнал. - 2009. - Т. 94. - № 12. -С.1812-1820.
  • Древесные растения Якутии и низкотемпературный стресс / К.А. Петров, В.Е. Софронова, В.В. Бубякина [и др.] // Физиология растений. - 2011. - Т. 58. - № 6. - С. 866-874.
  • Загирова, С.В. Структура содержания пигментов и фотосинтез хвои лиственницы сибирской на Северном и Приполярном Урале / С.В. Загирова // Лесоведение. - 2014. - № 3. - С. 3-10.
  • Софронова, В.Е. Адаптивные изменения пигментного комплекса хвои Pinus sylvestris при закаливании к низкой температуре / В.Е. Софронова, О.В. Дымова, Т.К. Головко // Физиология растений. - 2016. - Т. 63. - № 4. - С. 461-471.
  • Quenching of chlorophyll fluorescence by triplets in solubilized light-harvesting complex II (LHCII) / R. Schodel, K. Irrgang, J. Voigt [et al.] // Biophysical Journal. - 1999. - Vol. 76. - Is. 4. - P. 2238-2248.
  • Scheer, H. The pigments / H. Scheer // Light-harvesting antennas in photosynthesis: eds. B.R. Green, W.W. Parson. - Dordrecht-Boston-London: Kluwer Acad. Publ., 2003. - Vol. 13. - P. 29-81.
  • Siefferman-Harms, D. The light - harvesing and protecting functions of carotenoids in photosynthetuc membranes / D. Siefferman-Harms // Physiogia Plantarum. - 1987. - Vol. 69. - P. 561-568.
  • Physiological and biochemical response of Albizzia lebbek (L.) Benth. to coal smoke pollution / S. Aguil, S.H. Ahmad, Z. Reshi [et al.] // Pollution Research. - 2003. - Vol. 22. - Is. 4. - Р. 489-493.
  • Роль пигментной системы вечнозеленого кустарничка Ephedra monosperma в адаптации к климату центральной Якутии / В.Е. Софронова, В.А. Чепалов, О.В. Дымова [и др.] // Физиология растений. - 2014. - Т. 61. - № 2. - С. 266-274.
  • Verhoeven, A. Sustained energy dissipation in winter evergreens / A. Verhoeven // New Phytologist. - 2014. - Vol. 201. - Is. 1. - P. 57-65.
  • Сезонная динамика содержания хлорофиллов и каротиноидов в листьях степных и лесных растений на уровне вида и сообщества / Л.А. Иванов, Д.А. Ронжина, П.К. Юдина [и др.] // Физиология растений. - 2020. - Т. 67. - № 3. - С. 278-288.
  • Крамер, П.Д. Физиология древесных растений / П.Д. Крамер, Т.Т. Козловский. - Москва: Лесная промышленность, 1983. - 464 с.
  • Bjorkman, O. Responses to different quantum flux densities / O. Bjorkman // Encyclopedia of Plant Physiology. Physiological Plant Ecology I. Responses to the Physical environment ; eds. O.L. Lange, P.S. Nobel, С.В. Osmond, H. Ziegler. - Berlin: Springer-Verlag, 1981. - Vol. 12. - P. 57-107.
Еще
Статья научная