Светоимпульсная стимуляция растений. - Шахов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Wettstein D. 1957. Chlorophyll—Letale und der submikroskopische Formwechsel der Plastiden.— Exptl Cell Res., v. 12, 437.
Ордена Трудового Красного Знамени
Институт физиологии растений
им. К.А.Тимирязева Академии наук СССР,
Институт физиологии растеннй Академии наук УССР
Т.Н.Годнев, В.ИЛомаш, Н.К.Акулович, Э.В.Ходасевич
ДЕЙСТВИЕ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ИМ ПУЛЬСОВ СВЕТА НА ПИГМЕНТНУЮ СИСТЕМУ РАСТЕНИЙ
Известно, что свет, имеющий решающее значение в процессе образования пигментов, при достижении определенной интенсивности на ранних стадиях этого процесса оказывает разрушающее действие. Франк ( Frank, 1946), освещая этиолированные проростки ячменя, обнаружила такое действие света уже при интенсивности , близкой к обычному дневному рассеянному свету. Позже было замечено разрушение пигментов в этиолированных проростках, освещающихся светом 1600 лк ( Koski,
1950) и 6500 лк ( Virgin, 1955). Подобное, но значительно более высокой интенсивности действие света обнаружено на пигменты зеленых клеток хлореллы ( Sironvai, Kandler,
1958 ). Причем авторы показали, что процесс разрушения сводится в основном к реакциям окисления.
Все указанные авторы наблюдали деструкцию пигментов при значительной продолжительности действия света. Однако, как свидетельствуют более поздние работы ( Madsen, 1960 а, Ь < 1962; Augustinussen, Madsen, 1965; Akoyunglou et al., 1966;
Годнев и др., 1964; и др.), свет даже более высокой энергии, но действующий в течение долей секунды, не оказывает фото-деструктивного действия на фотосинтетический аппарат растений. Имеется также указание (Шахов, Станко, 1962), что дополнительное облучение растений концентрированным солнечным светом при известной интенсивности даже стимулирует накопление пигментов.
Представляло интерес проследить действие света значительно более высоких энергий, чем те, которые были использованы ранее, на превращение накопившегося в этиолированных проростках протохчорофиллового пигмента в хлорофилл, а также и дальнейшее формирование последнего при нормальной интенсивности света.
В первой серии опытов исследование проводили следующим образом. Одну порцию (неосвещенную) 12-дневных проростков этиолированной кукурузы срезали и фиксировали в течение 2 мин.
паром. Другую - раскладывали между стеклянными пластинками и освещали одно-, двух-, десяти- и стократно световым импульсами энергией 10*0 эрг/см^ - сек,, продолжительностью 1/1500 сек, с интервалами в 6 сек. После освещения часть растений каждого варианта фиксировали сразу, а часть оставляли в полной темноте на несколько часов и затем также фиксировали. Все образцы растений исследовали на содержание суммарного протохлорофилла и хлорофилла. С целью изучения влияния высокоэнергетического света на процесс зеленения часть этиолированных растений, освещенных 100 вспышками, а также часть контрольных растений помешали на рассеянный свет на
1, 2, 3 и 4 часа, после чего у растений обеих групп определяли содержание хлорофилла (в мг/г абсолютно-сухого вещества).
Часы Свет 4000 лк 100 вспышек высокоэнергети
ческого света + свет 4000 лк
1 0,0209 0,0208
2 0,0218 0,0338
3 0,0271 0,0754
4 0,0413 0,1055
Результаты опытов (табл, 1, а также данные, приведенные выше) показали, что применяемый свет превращает от 42% (1 импульс) до 83,6% (100 импульсов) протохлорофилла этиолированных проростков в хлорофилл.
Определение количества непревратившегося протохлорофипла непосредственно после воздействия вспышек света и после выдерживания в темноте показало, что освещение ие произвело разрушающего действия на пигментную систему, так как процесс накопления протохлорофипла протекал нормально. Скорость процесса зеленения этиолированных растений, подвергавшихся воздействию световых импульсов, была близка к таковой у контрольных растений, освещавшихся светом 4000 лк (см. данные выше ). Зто свидетельствует о том, что фотосинтети-ческий аппарат в целом, а также прилегающая к хлоропластам плазма не повреждаются при кратковременном воздействии большого количества квантов световой энергии.
В другой серии опытов мы исследовали действие особо мощных вспышек с целью выяснения существования так называемого светового предела функционирования фотосинтетического аппарата растений. При этом применяли свет энергией порядка 0»25; 1; 2; 3; 4; 10; 15; 20; 25; 30 тыс. дж/см^ . В качестве источника света использовали лампу ИФК-20 000. Время освещения - около 1/500 сек,
Влияние высокоэнергетического импульсного света на превращение и новообразование пигментов (мг/г абсолютно-сухого
вещества) в этиолированных проростках кукурузы
Показатель
Тем-
нота
1 им п. света
1 имп,
света+ + 8 час темноты
Тем-
нота
? имп света
2 имп. света +
+ 8 час. темноты
Протохлоро-
филл
Хлорофилл
Процент пре вращения
Опыт 1
Опыт 2
0,0559 0,0324 0,0506 0,0725 0,0409 0,0488
0,0289 0,0354
