XIV Міжнародна наукова інтернет-конференція ADVANCED TECHNOLOGIES OF SCIENCE AND EDUCATION

Русский English




Научные конференции Наукові конференції

канд. сільськогосп. наук, Зеленянська Н.М. ЗАСТОСУВАННЯ БІОФІЗИЧНИХ МЕТОДІВ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ПОСУХОСТІЙКОСТІ ВИНОГРАДУ

Кандидат сільськогосподарських наук, Зеленянська Н.М.

Національний науковий центр «Інститут виноградарства і виноробства ім. В.Є. Таїрова» (ННЦ «ІВіВ ім. В.Є. Таїрова»), зав. відділом розсадництва і розмноження винограду

  ЗАСТОСУВАННЯ БІОФІЗИЧНИХ МЕТОДІВ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ПОСУХОСТІЙКОСТІ ВИНОГРАДУ

  Реакція організму на сильний стресор, незалежно від його характеру та природи, проявляється рядом  неспецифічних морфологічних та фізіолого-біохімічних змін, що є проявом загального адаптаційного синдрому живого організму [1]. Але на основі таких змін констатують тільки кінцевий результат впливу, результат того, що вже відбулося. Тому, дуже важливо отримувати інформацію про фізіологічний стан рослин ще задовго до прояву неспецифічних змін в умовах дії стресору. Таку інформацію можна отримати, якщо застосовувати на практиці сучасні біофізичні методи, зокрема метод індукції флуоресценції хлорофілу (ІФХ). Його використання підтверджується класичними методами [1,2,3].  Мета роботи - встановити можливість застосування методу ІФХ для оцінки стійкості винограду до екстремальних умов середовища.

       Матеріалом для роботи були листки щеплених саджанців винограду столових сортів: Одеський сувенір, Королева виноградників, Аркадія, Кеша та  листки мікроклонів підщепних сортів винограду Ріпарія х Рупестріс 101-14 (РхР 101-14) та Берландієрі х Ріпарія Кобер 5 ББ (БхР Кобер 5 ББ. Визначення стійкості рослин винограду до зневоднення тканин листків та впливу високих температур методом ІФХ проводили за методикою Київського національного університету ім. Тараса Шевченка [4]. Рослини дослідних варіантів прогрівали в термостаті при температурі повітря: +30оС, +35оС, +45оС. Контролем були рослини підщепних сортів винограду, які витримували при кімнатній температурі (18-20оС). ІФХ листків вимірювали за допомогою портативного хронофлуорометру „Флоратест".

Результати та їх обговорення. На основі проведених досліджень було встановлено, що підсушування листків саджанців винограду при кімнатній температурі протягом 4, 10 та 24 годин призводить до суттєвого порушення їх водного режиму (табл. 1).

Таблиця 1

       Вплив підсушування на водний режим листків саджанців винограду

Сорт

 

Загальне обводнення тканин листків, %
початкове через 4 год. через 10 год. через 24 год.
Одеський сувенір 77,01±0,33 58,16±1,00 44,83±0,53 11,57±0,90
Королева виноградників 73,71±0,95 56,11±1,17 41,04±1,35 7,15±1,81
Кеша 75,51±1,05 52,61±1,07 30,02±1,61 7,60±0,50
Аркадія 75,39±0,73 62,56±1,30 53,51±0,42 27,12±1,71

 

Листки саджанців сортів Королева виноградників та Кеша в процесі підсушування (4, 10, 24 год.) значно швидше зневоднювалися, ніж листки сортів Одеський сувенір та Аркадія, що свідчить про їх меншу водозатримуючу здатність та пов'язано з меншою посухостійкістю. Вимірювання ІФХ листків за аналогічними варіантами досліджень показало, що після 4-годинного підсушування листків саджанців всіх сортів амплітуда флуоресценції хлорофілу збільшувалась, порівняно з вимірюванням цього показника до висушування. Надалі (після 10 годин підсушування) цей показник знижувався, що пов'язано із суттєвим зневодненням листків. Зменшення загального обводнення тканин листків до 30% та більше (підсушування протягом 24 годин) викликало практично повну втрату флуоресценції хлорофілу. Для оцінки зміни індукції флуоресценції хлорофілоносних тканин можна використовувати також і розрахункові параметри: Fv - змінна (варіабельна) флуоресценція хлорофілу; Fv / Fp - величина, яка характеризує первинну продуктивність фотосинтезу; (FI - Fо) / Fv - параметр оцінки відносної кількості QВ - не відновлюючих комплексів ФС 2 (табл. 2). За цими показниками було встановлено, що підсушування листків негативно впливає на індукцію флуоресценції хлорофілу. Так, показник варіабельної флуоресценції листків саджанців винограду всіх сортів до початку підсушування був меншим в 0,9 - 1,2 рази, порівняно з таким показником після 4 годинного підсушування, що свідчить про ефективніше використання енергії рослинами при відкритих реакційних центрах.

Таблиця 2

Зміна параметрів індукції флуоресценції хлорофілу листків саджанців винограду в умовах зневоднення

Сорта Fv Fv / Fp (FI - Fо) / Fv
1 2 3 1 2 3 1 2 3
Одеський сувенір 0,31 0,36 0,18 0,34 0,44 0,31 0,23 0,43 0,42
Королева виноградників 0,41 0,40 0,35 0,39 0,42 0,38 0,46 0,47 0,59
Кеша 0,35 0,36 0,34 0,43 0,41 0,37 0,45 0,47 0,53
Аркадія 0,24 0,30 0,17 0,33 0,40 0,30 0,27 0,46 0,57

Примітка. 1- вимірювання ІФХ листків до початку підсушування; 2 - вимірювання ІФХ листків через 4 години підсушування; 3 - вимірювання ІФХ листків через 10 годин підсушування.

 

Після подальшого підсушування цей показник зменшувався в 1,2-1,7 раз після 10 годин підсушування, та в 3,0-7,0 разів - після 24 годин. Такі зміни вказують на деструкцію фотосинтетичного апарату пов'язану з різким зниженням загальної води в тканинах.  Про це свідчать також низькі значення параметру Fv/Fp. Кількість QВ - невідновлюючих комплексів ФС ІІ навпаки, із зменшенням води в тканинах листків зростала. Так, наприклад, у щойно зрізаних листках саджанців сортів Одеський сувенір та Аркадія таких комплексів було менше на 19,0-20,0% порівняно з листками, які підсушували протягом 4 годин, та на 20,0 - 30,0% - порівняно з листками, які підсушували протягом 10 годин. У листках, які висушували протягом 24 годин їх було приблизно 66,0-69,0%, тобто більше половини. Слід відмітити, що листки саджанців столових сортів винограду Королева виноградників та Кеша відрізнялись взагалі більшою (майже в 2 рази) кількістю цих комплексів ще перед початком підсушування, що пояснюється їх меншою водозатримуючою здатністю та відповідно нижчою посухостійкістю.

На наступному етапі роботи проводили прогрівання мікроклонів винограду при температурі повітря +30оС, +35оС та +45оС протягом 2 годин. Як свідчать результати наших досліджень це явище також впливало на характер та амплітуду індукційних кривих, але загальний вигляд кривих залишався однаковим. Так у підщепних сортів, які досліджували, підвищення температури до +30 оС та +35оС викликало збільшення амплітуди кривої ІФХ, порівняно із контролем. Подальше підвищення температури до +45оС не завжди давало змогу отримувати спалах ІФХ і викликало майже повну його втрату. Рівень фонової флуоресценції у рослин дослідних варіантів знаходився на рівні 0,7910 - 0,8221 відн. од.; в контролі відповідно - 0,7682 відн. од.

Отже, індукція флуоресценції хлорофілу (ІФХ) є чутливим та інформативним методом дослідження реакції винограду на стресові фактори середовища. Її зростання після підсушування та дії високих температур свідчить про порушення стану фотосинтетичних мембран і гальмування потоку електронів в первинних процесах фотосинтезу. Цей метод можна успішно застосовувати для дослідження адаптаційних можливостей винограду, його пластичності в стресових умовах довкілля.

Література:

•1. Гаевский Н.А., Моргун В.Н. Использование переменной и замедленной флуоресценции хлорофилла для изучения фотосинтеза растений // Физиология растений.- 1993.- том 40.- №1.- С.136-144.

•2. Корнеев Д.Ю., Кочубей С.М. Изучение QВ - восстанавливающих  комплексов фотосистемы 2 с помощью индукции флуоресценции хлорофилла // Физиология и биохимия культурних растений.- 2000.- Т. 32.- № 1.- С.20-24.

•3. Карапетян Н.В., Бухов Н.Г. Переменная флуоресценция  хлорофилла как показатель физиологического состояния растений // Физиология растений.- 1986.- том 33.- № 5.- С.1013-1026.

•4. Брайон О.В., Корнеєв Д.Ю., Снегур О.О., Китаєв О.І. Інструментальне вивчення  фотосинтетичного апарату за допомогою індукції флюоресценції хлорофілу // Методичні вказівки  для студентів біологічного факультету. -

•5.  Hsu B. A theoretical study on the fluorescence induction curve of spinach   thylakoids in the absence of DCMU // Ibid. - 1992. - 1040. - N 1.  -  P. 30 - 36.  

 


Один комментарий к “канд. сільськогосп. наук, Зеленянська Н.М. ЗАСТОСУВАННЯ БІОФІЗИЧНИХ МЕТОДІВ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ПОСУХОСТІЙКОСТІ ВИНОГРАДУ”

  1. Яна:

    Какое значение показаний "Флоратеста" брали за F0 при определении Fv?
    Спасибо!


Залиште коментар!

Дозволено використання тегів:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <code> <em> <i> <strike> <strong>