ВЛИЯНИЕ ДЕФИЦИТА ВЛАГИ НА ПРОЦЕССЫ ФОТОСИНТЕЗА ВЕЧНОЗЕЛЕНЫХ КУСТАРНИКОВ РОДА COTONEASTER (MEDIC.) BAUHIN

Представлены данные об особенностях водного режима (водный дефицит, водоудерживающие силы и общая оводненность тканей листа) у четырех вечнозеленых видов рода Cotoneaster, а также влиянии нарастающего водного стресса на течение первичных процессов фотосинтеза. Установлено, что в периоды максимального воздействия засушливых факторов летнего сезона на Южном Берегу Крыма виды C. salicifolius и C. graucophyllus var. serotinus демонстрируют признаки повышенной засухоустойчивости, что проявляется в способности экономно расходовать влагу тканями листьев при завядании, и впоследствии восстанавливать нормальную тургесцентность тканей листа. Эти виды поддерживали минимальные показатели водного дефицита в листьях, а сублетальным уровнем являлась потеря 12% воды. Генотипы C. × watereri 'Cornubia' и C. franchetii показали относительно слабую водоудерживающую способность в сочетании с низкой репарационной возможностью листьев. Потеря воды свыше 8-10% уже становилась критической, после чего количество неповреждённых тканей листовых пластинок оказывалось неудовлетворительным (менее 60%). Установлено, что параметрами индукции флуоресценции хлорофилла (ИФХ) наиболее чувствительными к недостатку влаги, являются характеристики быстрой фазы. Водный дефицит в пределах 12-18% приводит к необратимым нарушениям в работе фотосинтетического аппарата у C. franchetii что выражалось в снижении соотношения вариабельной и базовой флуоресценции ниже нормы витальности и отсутствии выраженных пиков на кривой ИФХ. У видов C. salicifolius и C. graucophyllus var. serotinus возрастание уровня водного дефицита сопровождалось снижением эффективности световой фазы фотосинтеза и увеличением количества невосстановленных Q_а в реакционных центрах ФС2. Однако, эти изменения носили обратимый характер. Сделан вывод о том, что виды C. salicifolius и C. graucophyllus var. serotinus являются относительно устойчивыми к недостатку влаги и характеризуются высоким уровнем водоудерживающих сил и стабильной работой фотосинтетического аппарата. Контролируемое завядание в сочетании с методом ИФХ может быть использовано для проведения экспресс-диагностики засухоустойчивости видов рода Cotoneaster.

водный режим, засухоустойчивость, фотосинтез, индукция флуоресценции хлорофилла

1. Гольцев В.Н., Каладжи Х.М., Паунов М., Баба В., Хорачек Т., Мойски Я., Коцел Х., Аллахвердиев С.И. Использование переменной флуоресценции хлорофилла для оценки физиологического состояния фотосинтетического аппарата растений // Физиология растений. 2016. Т.63, № 6. С. 881-907. DOI:10.7868/S0015330316050055

2. Гревцова А.Т. Интродукция кизильников на Украине // Охрана, изучение и обогащение растительного мира. 1989. Вып. 16. С.84-87

3. Губанова Т.Б., Палий А.Е. Физиолого-биохимические аспекты морозостойкости Оlea europaea L. // Физиология растений. 2020. Т. 67, № 4. С. 428-437. DOI: 10.31857/S0015330320030100

4. Губанова Т.Б., Пилькевич Р.А., Харченко А.А., Бернацкий И.В. Влияние засухи на состояние фотосинтетического аппарата некоторых сортов Ficus сarica // Биология растений и садоводство: теория, инновации. 2019. № 151. С.109-119. DOI: 10.36305/2019-2-151-109-119

5. Карпун Ю.Н., Кувайцев М.В., Кунина В.А. К вопросу о засухоустойчивости декоративных древесных растений Черноморского побережья Кавказа (район Сочи) // Hortus bot. 2017. Т. 2. С. 668-693

6. Кунина В.А. Современное состояние городского озеленения г. Сочи // Субтропическое и декоративное садоводство. 2016. № 55. С. 182-188

7. Скупченко Л.А., Пунегов А.Н., Зайнуллина К.С. Виды рода кизильник (Cotoneaster Medik.) при выращивании в среднетаежной подзоне республики Коми // Известия Коми научного центра УрО РАН. 2016. № 1(25). С.30-36

8. Лищук А.И. Физиологические и биофизические методы в селекции плодовых культур: методические рекомендации. М., 1991. 58с

9. Плугатарь Ю.В., Корсакова С.П., Ильницкий О.А. Экологический мониторинг Южного берега Крыма. Симферополь, 2015. 164 с

10. Нестеренко Т.В., Тихомиров А.А., Шихов В.Н. Индукция флуоресценции хлорофилла как оценка устойчивости растений к наблагоприятным воздействиям // Журнал общей биологии. 2007. Т. 68, № 6. С. 444-458

11. Bassett C.L. Water Use and Drought Response in Cultivated and Wild Apples // Abiotic Stress - Plant Responses and Applications in Agriculture: Edited by K. Vahdati and C. Leslie, 2013. Р. 249-275

12. Kalaji H., Govindjee, Goltsev V., Bosa K., Allakhverdiev S.I., Strasser R. Experimental in vivo measurements of light emission in plants: A perspective dedicated to David Walker // Photosynth. Res. 2012. Vol. 114. Р. 69-96

13. Oukarroum A., Madidi S.E., Schansker G., Strasser R.J. Probing the responses of barley cultivars (Hordeum vulgare L.) by chlorophyll a fluorescence OLKJIP under drought stress and rewatering // Environmental and Experimental Botany. 2007. Vol. 60. P. 438-446. DOI: 10.1016/j.envexpbot.2007.01.002

14. Pavlovic I., Petrˇík I., Tarkowská D., Lepeduš H., Vujcˇic Bok V., Radic S., Novák O., Salopek-Sondi B. Correlations between Phytohormones and Drought Tolerance in Selected Brassica Crops: Chinese Cabbage, White Cabbage and Kale // International Journal of Molecular Sciences. 2018. Vol. 19 (2286). P. 2-23. DOI:10.3390/ijms19102866

15. Romanov V.A., Galelyuka I.B., Sarakhan Ie.V. Portable fluorometer Floratest and specifics of its application // Sensor Electronics and Microsystem Technol. 2010. Vol. 1 (7). No 3. P. 39-44

16. Stirbet A., Govindjee J. On the relation between the Kautsky effect (chlorophyll a fluorescence induction) and Photosystem II: Basics and applications of the OJIP fluorescence transient // Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 2011. Vol. 104. P. 236 -248