Влияние поэтапного освещения на физиологию и вторичный метаболизм салата

Объект исследования – растения краснолистного салата Lactuca sativa L. сортов Гранатовые кружева и Джипси (сорта российской селекции). Цель работы – определить влияние длительного (24-часового) низкоинтенсивного УФ-B-излучения (311 нм), отдельно и в сочетании с синим светом (450 нм), на фотосинтетические, антиоксидантные и морфофизиологические реакции сортов Lactuca sativa L. с различной морфологией листьев и антоциановой пигментацией. Результаты. Согласно Техническому заданию проведены следующие работы: 1) Определение параметров флуоресценции хлорофилла. Измерения осуществляли с использованием флуориметра IMAGING-PAM (Walz, Германия). Растения предварительно адаптировали к темноте в течение 30 минут, после чего регистрировали параметры Fv/Fm, Y(II), qL и NPQ с применением насыщающих импульсов синего света (450 нм). 2) Определение параметров газообмена. Измерения проводили на полностью раскрывшихся листьях с использованием портативного инфракрасного газоанализатора CIRAS-3 (PP Systems, США). Работа прибора осуществлялась при интенсивности света 200 мкмоль м⁻² с⁻¹, температуре 25 °C и влажности 60 %. Определяли следующие параметры: чистую скорость фотосинтеза (Pn), устьичную проводимость (gs), скорость транспирации (E) и интенсивность темнового дыхания (Resp). 3) Определение содержания пигментов и фенольных соединений. Содержание хлорофиллов a и b, каротиноидов, а также общих фенольных соединений и активность неферментативных антиоксидантов ABTS определяли спектрофотометрическими методами по классическим протоколам Lichtenthaler (1987) и Singleton и Rossi (1965). В результате выполнения работ 1) Установлено влияние длительного низкоинтенсивного УФ-В-излучения на фотосинтетические и антиоксидантные процессы у сортов Lactuca sativa L. Показано, что круглосуточное УФ-В-излучение (30 мВт/м²) вызывает спектрально-зависимую перестройку фотохимических и окислительно-восстановительных процессов, обусловленную взаимодействием криптохром-зависимых и UVR8-зависимых сигнальных каскадов. Определено, что морфология и пигментация листьев влияют на распределение света и уровень фотохимической нагрузки. 2) Определены механизмы фотоадаптации у сорта Джипси. Установлено, что у сорта с равномерной пигментацией и гладкой поверхностью листьев сочетание синего и УФ-В сигналов усиливает экспрессию генов, связанных с фотосинтетическими и антиоксидантными путями. Коактивация криптохромов и UVR8 поддерживает стабильность ФСII, повышает квантовый выход и эффективность использования света при сохранении баланса между фотохимическими и нефотохимическими затратами энергии. Усиление фенольного обмена и антиоксидантной активности отражает формирование устойчивой фотоадаптации при круглосуточном освещении. 3) Охарактеризованы особенности адаптации сорта Гранатовые кружева. Показано, что у сорта с выраженной антоциановой пигментацией и складчатой морфологией листьев 24-часовое УФ-В-воздействие приводит к увеличению нефотохимического тушения, смещению потока энергии в сторону теплоотдачи и усилению дыхания. Умеренное накопление фенольных метаболитов отражает компенсаторный тип адаптации, при котором окислительно-восстановительный гомеостаз поддерживается за счёт ограничения эффективности фотохимических процессов. 4) Установлена регуляторная роль круглосуточного низкоинтенсивного УФ-В-излучения. Показано, что УФ-В-сигналы выполняют регулирующие функции, обеспечивая баланс между продуктивностью фотосинтеза и антиоксидантной защитой. Предполагается, что ночная активация UVR8-зависимых путей поддерживает экспрессию генов антиоксидантов и способствует перенаправлению энергии на биосинтез защитных метаболитов. 5) Подготовлен итоговый отчет по выполненным работам с указанием характеристик исследованных сортов в соответствии с требованиями Договора и Технического задания.