Механизмы адаптации фототрофных организмов в изменяющихся условиях внешней среды

Объектом исследования являлись растения арабодопсиса дикого типа и мутанты, дефицитные по фитохрому А и В, и по криптохрому 1, а также растения пшеницы, лишайники. Цель работы - выяснение механизмов устойчивости фотосинтетических и продукционных функций фототрофных организмов, а также поиск путей, способствующих снижению отрицательного действия стресс-факторов на растения. С использованием методов спектрофотометрии, флуоресценции, ПЦР анализа, определения газообмена растений, исследовали влияние дефицита фитохромов А и В и криптохрома 1 на фотосинтетические процессы при действии на растения повышенной температуры. Проведено сравнительное изучение влияния повышенной температуры на скорость фотосинтеза и активность фотосистемы 2 (ФСII), содержание фотосинтетических пигментов, активность ключевых антиоксидантных ферментов – аскорбатпероксидазы и гваяколпероксидазы, а также на содержание маркера окислительного стресса - МДА и уровень транскрипции ряда ключевых генов дикого типа и мутантов с дефицитом фитохромов (Фх) А и В. Показано, что снижение устойчивости фотосинтетического аппарата арабидопсиса к повышенной температуре при дефиците ключевых фоторецепторов растений – фитохромов А и В, и криптохрома 1 преимущественно связано с уменьшением содержания фотосинтетических пигментов, активности аскорбатпероксидазы и глутатион-зависимой пероксидазы. Установлено, что после КС-облучения растений происходит ингибирование пропускной способности НАД-зависимого ФГА-дегидрогеназного комплекса и активация НАДФ-зависимого ФГА-дегидрогеназного комплекса Экспериментально показано, что фоторегуляция баланса углеродного метаболизма имеет одинаковые кинетические и энергетические характеристики и у однодольных, и у двудольных растений Показано, что внесение аморфного кремнезема в почву или опрыскивание препаратом листьев, приводит к повышению устойчивости растений амаранта и сои к солевому стрессу. Это связано с уменьшением окислительных процессов в результате активации аскорбатпероксидазы, супероксиддисмутазы и гваякол-зависимой пероксидазы.