Физиолого-биохимические механизмы устойчивости растений к круглосуточному освещению (этап 1)

В условиях контролируемой внешней среды изучены сходство и различия в реакции чувствительных (томат Solanum lycopersicum L., баклажан Solanum melongena L., огурец Cucumis sativus L.) и относительно устойчивых (сладкий перец Capsicum annuum L., цветная капуста Brassica oleracea L. var. botrytis L.) к круглосуточному освещению (КО) видов сельскохозяйственных растений (при других неизменных факторах - температуре, интенсивности освещения, влажности). Установлена более высокая степень активности антиоксидантной системы у устойчивых растений и впервые показано участие антоцианов в защите растений от окислительного стресса, индуцированного КО. На растениях томата, который является одной из наиболее чувствительных к КО культурой, изучали возрастную изменчивость в чувствительности листьев к КО. Установлено, что листья, которые подвергались КО, начиная с лаг-фазы, через 2 недели приобретали хорошо выраженные признаки хлороза (содержание хлорофилла снизилось на 30%) и характеризовались низкими значениями Fv/Fm, II, уменьшением скорости фотосинтеза и увеличением относительного выхода электролитов. В отличие от этого листья, прошедшие раннее развитие (лаг-фазу) в нормальных световых условиях (16 ч фотопериод) и подвергавшиеся КО уже в лог-фазе, оказались менее чувствительны к КО. Содержание хлорофилла, скорость фотосинтеза и относительный выход электролитов у них было на уровне листьев, выросших при 16 ч фотопериоде, но при этом у них отмечено увеличение активности антиоксидантных ферментов  каталазы, аскорбат-пероксидазы и гваякол-пероксидазы. На основании полученных данных сделан вывод, что возрастная изменчивость чувствительности листьев к КО связана с разной степенью активности компонентов антиоксидантной системы. При этом более взрослые растения в целом менее чувствительны к КО, чем более молодые. Экспериментально проведена проверка применимости экспресс-анализатора хлорофилла SPAD 502 Plus для определения содержания хлорофилла в листьях с признаками межжилкового хлороза, индуцированного КО. В качестве объектов исследования использовали листья томата с двумя типами хлороза. В первом случае листья характеризовались разной степенью равномерного хлороза, вызванного азотным голоданием. Значения CCI (показания SPAD 502 Plus) у них варьировали от 18.7 до 57.8, а реальное содержание хлорофиллов от 0,010 до 0, 043 мг/см2. Во втором случае листья имели разную степень фотоповреждения в виде межжилкового пятнистого хлороза в результате выращивания растений в условиях КО. Значения CCI у них варьировали от 5.6 до 50, а реальное содержание хлорофиллов от 0,001 до 0,034 мг/см2. Сделан вывод, что экспресс-анализатор хлорофилла SPAD 502 Plus может быть эффективным инструментом для относительной оценки содержания хлорофилла в листьях c пятнистым межжилковым хлорозом. При этом точность измерения хлорофилла с помощью SPAD 502 Plus выше при оценке содержания хлорофилла, рассчитываемого на единицу площади листа, чем на единицу массы листа.