WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 | 3 |

«Е. Н. Заворуева, В. В. Заворуев, С. П. Крум  ЛАБИЛЬНОСТЬ ПЕРВОЙ ФОТОСИСТЕМЫ ФОТОТРОФОВ   В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ  Монография  Красноярск  СФУ  2011  УДК  574.24  ББК  28.073  ...»

-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ  И  НАУКИ  РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ 

СИБИРСКИЙ  ФЕДЕРАЛЬНЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ 

ИНСТИТУТ  ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО  МОДЕЛИРОВАНИЯ  СО  РАН 

Е. Н. Заворуева, В. В. Заворуев, С. П. Крум 

ЛАБИЛЬНОСТЬ ПЕРВОЙ ФОТОСИСТЕМЫ ФОТОТРОФОВ  

В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 

Монография 

Красноярск  СФУ  2011  УДК  574.24  ББК  28.073  З-13        Рецензенты:   Р. А. Карначук, зав. кафедрой физиологии растений и биотехнологии,  доктор биологических наук, профессор Биологического института ТГУ;  Д. Н. Маторин,  доктор  биологических  наук,  профессор  кафедры  био физики МГУ      Заворуева, Е. Н.  З-13   Лабильность  первой  фотосистемы  фототрофов  в  различных  условиях  окру жающей среды : монография / Е. Н. Заворуева, В. В. Заворуев, С. П. Крум. – Крас ноярск : Сибирский федеральный университет, 2011. – 152 c.  ISBN 9785763821536    Представлены  результаты  многолетних  исследований  действия  факторов  внешней  среды,  в  том  числе  антропогенных,  на  реакцию  первой  фотосистемы  низших  и  высших  фототрофов.  Выявлена  лабильность  первой  фотосистемы  фо тотрофов  на  изменение  интенсивности  и  спектрального  состава  света,  фотопе риода, а также на антропогенные факторы.   Книга  предназначена  экологам,  фотобиологам,  физиологам  растений,  за нимающимся проблемами фотосинтеза и изучения поведения и выживания рас тений в различных условиях окружающей среды.         УДК  574.24  ББК  28.073            Печатается по решению редакционноиздательского совета  университета                  ISBN 9785763821536           Сибирский федеральный университет, 2011  ВВЕДЕНИЕ  Фотосинтез – один из важнейших процессов в живой природе.

Он занимает центральное место в круговороте вещества и энергии на Земле, делая солнечную энергию и диоксид углерода доступными для гетеротрофных организмов. Его роль в глобальных процессах столь велика и разнообразна, а природа столь уникальна, что проблема фотосинтеза считается одной из наиболее важных и актуальных в современной науке.

Фотосинтезирующие организмы характеризуются высокой эффективностью преобразования солнечной энергии, а также способностью адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды и неблагоприятным внешним воздействиям. Это обеспечивается за счет регуляции интенсивности фотосинтеза на различных уровнях: генетическом, метаболическом, морфологическом, структурном и некоторых других. В связи с тем что фотосинтез является начальным звеном сложной и разветвленной последовательности реакций метаболизма, обеспечивающим в конечном итоге рост и развитие растений в соответствии с генетической программой, все уровни его регуляции интенсивно изучаются как с целью получения фундаментальных знаний, так и в связи с решением широкого спектра самых насущных прикладных задач. В исследовании регуляторных механизмов фотосинтеза достигнуты фантастические успехи, а их обобщение дано в ряде блестящих работ (Chitnis, 2001; Karapetyan et al., 1999; Gobets, van Grondelle, 2001; Ke, 2001; Scheller et al., 2001; Xu et al., 2001; Бойченко, 2004; Lichtenthaler, 2007; Bjrn, Govindjee, 2009; Cheng, Fleming, 2009).

Наряду с этими достижениями некоторые аспекты регуляции фотосинтетических процессов мало изучены. Такое положение дел наблюдается в исследованиях на уровне количественной регуляции реакционных центров (РЦ) первой фотосистемы (ФС I) фототрофов.

В световой стадии фотосинтеза можно выделить две основные группы регуляторных факторов. Первая группа факторов характеризует скорость и активность функционирования электронно-транспортной цепи, удельную активность переносчиков электронов и ферментов. Вторая – содержание основных компонентов фотосистемы, таких как хлорофиллы, каротиноиды, фикобилины, реакционные центры и переносчики электронов.

Сами же механизмы регуляции условно разделяются на «медленные»

и «быстрые» (Рубин, Кренделева, 2003). В физиологии фотосинтеза под «медленными» механизмами подразумевают перестройку изменения структуры и содержания хлоропластов, хлорофилла и других компонентов фотосинтеза. Действие таких механизмов связано с активацией генетического аппарата, синтезом новых белков, пигментов и других веществ. Для этого требуется время от десятков минут до нескольких часов. Такие процессы зависят от работы регуляторных белков, которые активируются (ингибируются) под действием света, температуры и других факторов окружающей среды. Механизмы «быстрой» регуляции ответственны за динамические изменения в функционировании фотосинтетической цепи. Они основаны на изменении констант взаимодействия переносчиков (Тихонов, 1999; Рубин, Кренделева, 2003; Бухов, 2004).

Согласно классификации Ленинжера, «быстрые» механизмы относятся к простому, или первому, типу регуляции, а «медленные» механизмы – к более сложной регуляции метаболических процессов (Ленинжер, 1974).

Изучение механизмов сложной регуляции позволяет глубже понять потенциальные возможности фототрофов адаптироваться к условиям окружающей среды и экологической ситуации. В связи с этим такие исследования являются актуальными.

Хорошо известно, что в фототрофах – организмах, синтезирующих из неорганических веществ, главным образом воды и диоксида углерода, все необходимые для жизни органические вещества, соотношение фотосистем I и II меняется в зависимости от факторов внешней среды. Более того, установлены закономерности изменения количества реакционных центров фотосистемы II (РЦ ФС II) при воздействии света, температуры, антропогенных веществ, засухи и т. п. А вот про количественные перестройки фотосистемы I под действием факторов окружающей среды до недавнего времени было мало известно. Это связано с тем, что в ряде работ, выполненных в 1960–80 гг., была показана стабильность фотосистемы I фитопланктона и растений при их вегетации в заданных экспериментальных условиях. Более того, на основании сравнения степени реакции обеих фотосистем на действие факторов внешней среды фотосистему I назвали консервативной (Powles, 1984; Бухов и др., 1986). Другие обстоятельства, объясняющие невнимание исследователей к изучению количественных перестроек в фотосистеме I, подробно разбираются в работах (Falkowski, Owens, 1980; Leong, Anderson, 1984, 1986; Manodori, Melis, 1986; Wild et al., 1986; Smith et al., 1990; Sonoike, 1995, 1998; Yordanov, Velikova, 2000).





В начале 90-х гг. ХХ в. проблема исследования соотношения структурных компонентов фотосистемы I возникла в связи с разработкой основ параметрического управления культивированием микроводорослей (Белянин, 1984). Анализ литературных данных показал, что при исследовании низших фототрофов количество пигментов-сборщиков, приходящихся на один реакционный центр фотосистемы I (Р700), определялось не во всем диапазоне изменений факторов окружающей среды (Falkowski, Owens, 1980; Falkowski et al., 1981; Gerber, Burris, 1981; Raps et al., 1983; Manodori, Melis, 1986).

Практически такая же ситуация была выявлена относительно высшей растительности (Patterson et al., 1977; Teeri et al., 1977; Clough et al., 1979;

Lee, Whitmarsh, 1989). Было установлено, что селекционные сорта высокопродуктивных сельскохозяйственных культур характеризуются высокой концентрацией реакционных центров первой фотосистемы по сравнению с дикими сортами (Рубин и др., 1988). Однако закономерности регуляции содержания этого компонента фотосистемы не были известны.

Публикуемые в монографии материалы получены авторами в результате многолетних исследований, проводимых на фототрофах различного уровня организации. Некоторые результаты изложены в ряде работ, вызвавших интерес у экологов и фотобиологов. Данная монография посвящена вопросам регуляции концентрации реакционных центров первой фотосистемы фототрофов. В качестве основных факторов, влияющих на фотосинтетические процессы, были выбраны свет (интенсивность, спектральный состав, фотопериод), температура и антропогенные факторы.

Глава 1. ИЗМЕНЕНИЕ  КОНЦЕНТРАЦИИ  ПИГМЕНТОВ  

И РЕАКЦИОННЫХ ЦЕНТРОВ ПЕРВОЙ ФОТОСИСТЕМЫ 

В  КЛЕТКАХ  МИКРОВОДОРОСЛЕЙ    ПРИ  РАЗЛИЧНЫХ  РЕЖИМАХ  КУЛЬТИВИРОВАНИЯ  Микроводоросли представляют собой обширную группу фототрофов с относительно простой структурной, биохимической и метаболической организацией. Структурно-функциональные закономерности развития некоторых видов микроводорослей достаточно хорошо изучены в лабораторных условиях.

Синезеленые водоросли (цианобактерии) относятся к наиболее древним и организационно к относительно простым из всех существующих хлорофилл-содержащих организмов. В отличие от зеленых водорослей и высших растений цианобактерии лишены хлорофилл-содержащих светособирающих комплексов, а весь хлорофилл локализован в коркомплексах ФС I и ФС II (Blankenship, 1992). Роль основного светосборщика в цианобактериях выполняют фикобилисомы, содержащие фикоэритрин, фикоцианин и аллофикоцианин (Biggins, Bruce, 1989; Gantt, 1994; Rakhimberdieva, 2001). Поглощенную энергию фикобилисомы передают хлорофиллу антенны обеих фотосистем, ее передача зависит от состояния фотосинтетического аппарата (Biggins, Bruce, 1989; Карапетян, 2001, Nelson, Yocum, 2006).

Зеленые микроводоросли имеют более сложное строение и относятся к эукариотам. Их фотосинтетический аппарат весьма сходен с аналогичным аппаратом высших растений. Клетки зеленых микроводорослей содержат две фотосистемы, которые локализованы в хлоропластах.

В настоящее время хорошо отработаны методы культивирования фототрофов, подобраны питательные среды, световые условия и температурные режимы для выращивания тех и других видов микроводорослей. Более того, в Красноярске была разработана методика параметрического управления непрерывной культурой различных видов синезеленых и зеленых микроводорослей. Показано, что в плотностатном (турбидостатном) режиме удельная скорость роста определяется только интенсивностью света (Белянин и др., 1980).

Относительная простота строения и возможность культивирования низших фототрофов в управляемых условиях позволили использовать их для изучения связи ростовых характеристик с изменениями концентрации пигментов-сборщиков и реакционных центров фотосистемы I. Иначе говоря, может ли концентрация РЦ ФС I являться узким местом в биосинтезе биомассы микроводорослей.

1.1. Исследование концентрации пигментов   и реакционных центров фотосистемы I синезеленой   водоросли спирулины в периодической культуре  Цианобактерии – группа фототрофных прокариотных организмов, названная синезелеными водорослями. Она включает одноклеточные и многоклеточные формы, образующие трихомы. Основанием для отнесения синезеленых водорослей к бактериям послужили сходство в организации их клеток с клетками других бактерий (прокариотный тип), присутствие общих специфичных соединений и близость генетических свойств. Но цианобактерии подобно высшим растениям и водорослям осуществляют фотосинтез с выделением молекулярного кислорода. Название цианобактерии широко применяется в микробиологической литературе, тогда как в ботанической чаще сохраняется название синезеленые водоросли (Кондратьева и др., 1989).

Известно, что пигмент-белковые комплексы ФС I цианобактерий, зеленых водорослей и высших растений имеют принципиально сходную организацию и выполняют одинаковые функции (Jensen et al., 2007). При этом, однако, комплексы ФС I синезеленых водорослей характеризуются рядом существенных отличий от аналогичных комплексов других фототрофов. Наиболее важное различие состоит в том, что комплекс ФС I в цианобактериях организован в виде мономера и тримера, тогда как в других фотосинтезирующих организмах этот комплекс представлен в виде только мономеров. Мономер – это вещество, молекулы которого способны реагировать между собой или с молекулами других веществ с образованием полимера (Биологический…, 1986). Каждый мономер в тримере представляет собой эллипсоид длиной 130 и шириной 105 и содержит 12 белковых субъединиц, 127 кофакторов, P700 и около 100 молекул хлорофилла (Jordan et al., 2001, Amunts et al., 2007). В цианобактериях тримеров больше, чем мономеров (Boekema et al., 1987; Shubin et al., 1992, 1993;

Kruip et al., 1994). Соотношение тримеров и мономеров в комплексе ФС I in vivo достигает 120 (Rakhimberdieva et al., 2001). Обмен энергией между антеннами мономеров в тримере ФС I стимулирует диссипацию энергии электронного возбуждения, защищая комплекс от фотодеструкции, поэтому тримеры ФС I цианобактерий гораздо более устойчивы к фотодеструкции по сравнению с мономерами. Тримеризация мономерных комплексов ФС I влияет на состояние не только периферически локализованных хлорофиллов антенны, но и некоторых каротиноидов, которые в большом количестве содержатся в пигмент-белковом комплексе ФС I. Тримеры ФС I отличаются от мономеров высокой активностью каротиноидов (Shubin et al., 1993). Хотя в комплекс ФС I включено много каротиноидов, они не играют структурной роли для нее и служат в основном для светосбора или защиты комплекса. Таким образом, тримеризация мономерных комплексов ФС I влияет на состояние не только хлорофилла, но и каротиноидов. Мономеры и тримеры у изучаемой цианобактерии Spirulina platensis содержат примерно 10 молекул -каротина на Р700 или на 100 молекул хлорофилла (Karapetyan et al., 1999).

Существенным отличием ядерного комплекса ФС I цианобактерий от соответствующего комплекса высших растений (как и от комплекса ФС II и светособирающих комплексов) является наличие в их пигментной антенне форм хлорофилла, которые поглощают в более длинноволновой области спектра, чем Р700 (Карапетян, 2001). Длинноволновые хлорофиллы ФС I не оказывают существенного влияния на миграцию энергии в гетерогенной антенне ФС I, но замедляют захват энергии Р700. Важность этих форм хлорофилла определяется тем, что они могут функционировать как конечные акцепторы энергии на последних стадиях миграции энергии от антенных хлорофиллов к Р700. Разделение зарядов в реакционных центрах ФС I цианобактерий происходит быстрее, чем у других представителей фототрофов (Карапетян, 1998, 2001). Соотношение хлорофилл/Р700 у изолированных мономеров и тримеров ФС I цианобактерий составляет примерно 100 (Shubin et al., 1993; Mimuro et al., 2010), тогда как в комплексе высших растений оно приблизительно равно 200 (Jansson, 1994). В цианобактериальной мембране комплексов ФС I в 3–5 раз больше, чем ФС II.

Так, у цианобактерии спирулины соотношение ФС I (триммеры и мономеры) к ФС II (димеры) составляет 4.5 (Campbell et al., 1998). Предполагается, что у цианобактерий большая часть ФС I участвует в циклическом переносе электрона вокруг ФС I (Krauss et al., 1993).

Микроводоросли можно выращивать как в периодических культурах, так и методами непрерывного культивирования. Исследования закономерностей изменения фотосистемы I и ростовых характеристик были начаты на Spirulina platensis в периодической культуре. Эта водоросль в лабораторных условиях растет с максимальной скоростью при освещенности около 100 Вт/м2 ФАР*, а при 40 Вт/м2 ФАР удельная скорость роста составляет приблизительно половину от максимальной (Белянин, 1984).

Рост и увеличение биомассы периодической культуры микроводорослей наступает с момента перенесения небольшой ее части на свежую культуральную среду. Развитие микроводорослей делится на следующие фазы: лаг-фазу, фазу экспоненциального роста, фазу замедления, стационарную фазу и т. д. Фактически рост культуры протекает с различными скоростями. Были исследованы динамики биомассы, концентрации хлорофилла, реакционных центров ФС I при изменяющихся скоростях роста в периодической культуре спирулины. Увеличение биомассы (Б) и содержание хлорофилла а в ней приведены на рис. 1.1.

ФАР – фотосинтетическая активная радиация Рис. 1.1. Динамика изменения концентраций биомассы Б, мг/л (1) и хлорофилла Хл, мг/л (2) в периодической культуре Spirulina platensis, выращенной под излучением лампы ЛЦ-40 (освещенность 40 Вт/м2 ФАР). Пунктиром показана линия тренда, соответствующая экспоненциальному росту микроводоросли Кривая 1 на рис 1.1 показывает изменение логорифма биомассы Ln Б и характеризует удельную скорость роста биомассы. Удельная скорость роста биомассы является мерой продукции и может быть использована для сопоставления продуктивности разных видов фототрофов. Максимальный наклон этой кривой соответствует экспоненциальному росту культуры.

Пунктирной прямой экстраполирована фаза максимальной скорости роста.

Участки вне экспоненциального роста соответствуют лаг-фазе и фазе замедления, переходящей в стационарную фазу.

В некоторых работах скорость роста в периодической культуре оценивается по динамике концентрации хлорофилла. Кривая 2 на рис. 1.1 отображает такую зависимость для спирулины. Видно, что основные фазы развития культуры, оцениваемые по концентрации пигмента, аналогичны таковым для биомассы. Между тем имеются отличия. Различаются максимальные удельные скорости роста, что видно по наклону пунктирных прямых, экстраполирующих кривые 1 и 2. Другое существенное отличие – это более короткая лаг-фаза при оценке скорости роста спирулины по концентрации хлорофилла. Наступление фазы замедления и стационарной фазы практически совпадает при оценке по концентрации пигмента и биомассы.

В выбранных условиях выращивания спирулины отношение концентрации хлорофилла и количества реакционных центров ФС I (Хл/Р700) оставалось неизменным (на уровне 121.6±4.6) и не зависело от фазы роста (рис. 1.2). Известно, что у цианобактерий, кроме хлорофилла а, имеются фикобилины, содержание которых может достигать 50 % от концентрации хлорофилла а. Фикобилины, как и каротиноиды, являются вспомогательными фотосинтетическими пигментами, так как поглощенная ими энергия света затем передается хлорофиллу, который непосредственно участвует в фотохимических реакциях. Передача поглощенной фикобилинами энергии хлорофиллам антенны ФС II или ФС I зависит от состояния фотосинтетического аппарата (Biggins, Bruce, 1989; Rutherford et al., 1996). В синезеленых водорослях фикобилины в большей степени обслуживают ФС II, чем ФС I, а на долю первой фотосистемы у них приходится 90–95 % хлорофилла а (Campbell et al., 1998).

Как показано выше, в периодической культуре Spirulina platensis отношение Хл/Р700 не зависит от фазы роста. Представляло интерес исследовать отношение всех пигментов светособирающей антенны к количеству реакционных центров первой фотосистемы. Оказалось, что это отношение также не зависит от фаз роста спирулины в периодической культуре (рис. 1.2). В среднем отношение суммарной концентрации хлорофилла а и фикобилинов к концентрации пигмента Р700 составляло 172.8±6.2.

Рис. 1.2. Отношение суммарной концентрации хлорофилла а и фикобилинов к концентрации реакционных центров ФС I (1) и отношение концентраций хлорофилла а и пигмента Р700 (2) в периодической культуре Spirulina platensis, выращенной под излучением лампы ЛЦ-40 (освещенность – 40 Вт/м2 ФАР) Если же рассматривать динамику концентрации Р700 в биомассе водоросли, то она претерпевает существенные изменения. С момента начала культивирования до достижения экспоненциальной фазы роста наблюдается увеличение концентрации этого пигмента в биомассе (рис. 1.3). На середине фазы экспоненциального роста достигается максимальная концентрация Р700, которая к концу этой фазы несколько снижается. Относительное постоянство количества реакционных центров ФС I наблюдается в фазе замедления, а затем резко уменьшается в два раза в стационарной фазе.

Далее исследования концентрации фотосинтетических пигментов и биомассы спирулины в периодической культуре были выполнены при освещенности, которая позволяет достичь максимальной удельной скорости роста микроводоросли. Эта освещенность, как было сказано выше, составляет более 100 Вт/м2 ФАР. Культуру спирулины выращивали под лампой КГ 220-1000-3, которая обеспечивала освещенность 105 Вт/м2 ФАР. Было установлено, что закономерности изучаемых параметров были аналогичны выявленным ранее при изучении спирулины при 40 Вт/м2 ФАР (лампа ЛЦ-40).

Однако имелось существенное отличие. Отношения концентраций Хл/Р700 и (Хл+Фб)/Р700 при оптимальной освещенности были выше, чем при 40 Вт/м ФАР, и в среднем составляли 170±11 и 266±23 соответственно.

Таким образом, отношение концентраций хлорофилла а и реакционных центров Р700 ФС I в суспензии клеток спирулины, выращенной в накопительной культуре, не зависело от фазы роста и изменялось с увеличением освещенности, при которой они культивировались (Заворуева, Заворуев, 1984а; Заворуева, Белянин, 1985).

Рис. 1.3 Концентрация Р700 в сухой биомассе микроводоросли Spirulina platensis в периодической культуре, выращенной под излучением лампы ЛЦ-40 (освещенность 40 Вт/м2 ФАР) На начало приведенных выше исследований уже имелись результаты по изучению устойчивости фотосистемы I микроводорослей Anabaena cylindrica и Anabaena variabilis при периодическом выращивании (Kawamura et al., 1979) в условиях низкой освещенности, которая составляла всего 1000 лк. Если использовать для перевода люксов в единицы ФАР коэффициент 0.004 (Фотосинтез …, 1989), то освещенность света, при которой проводились исследования, составляла всего 4 Вт/м2 ФАР, что, по крайней мере, на порядок меньше, чем при культивировании спирулины.

Японскими учеными было установлено, что в условиях низкой освещенности (4 Вт/м2 ФАР) у изученных ими видов цианобактерий отношение концентрации хлорофилла а, суммарной концентрации хлорофилла а и фикоцианина к концентрации пигмента Р700 и отношение суммарной концентрации хлорофилла а и фикоцианина к количеству О2 не зависело от фазы роста (Kawamura et al., 1979). Кроме того, для шести видов синезеленых водорослей, выращенных в периодической культуре, они определили отношение концентраций хлорофилла к Р700 и отношение суммы концентраций фикобилинов и хлорофилла к концентрации Р700. Эти результаты приведены в табл. 1.1. Из их анализа можно сделать заключение, что соотношения Хл/Р700 и (Хл+Фб)/Р700 определяются видовыми особенностями.

Из работы (Kawamura et al., 1979) также следует, что влияние различных освещенностей, используемых для выращивания синезеленых водорослей, на отношение суммарной концентрации пигментов-сборщиков к Р700 неоднозначно. Так, при выращивании Anabaena cylindrica при 750 и 1000 лк отношение (Хл+Фб)/Р700 составляло 163±7 и 194±31 соответственно.

Для Anabaena variabilis в этих же условиях выращивания данные параметры составляют 233±7 и 234±28. Фактически для одного вида синезеленых водорослей наблюдается тенденция к увеличению отношения суммарной концентрации хлорофилла и фикобилинов к концентрации реакционных центров ФС I, а для другого вида – этой закономерности не прослеживается.

Соотношения между пигментами и реакционными центрами ФС I в синезеленых водорослях, выращенных в периодической культуре Anabaena cylindrica Anabaena variabilis Anacystis nidulans Fremyella diplosiphon Plectonema boryanum Tolypothrix tenuis На основании собственных и литературных данных можно сделать заключение, что в периодической культуре синезеленых водорослей отношение суммарной концентрации хлорофилла и фикобилинов к концентрации реакционных центров ФС I и отношение хлорофилла к пигменту Р остаются постоянными независимо от фазы роста. Однако для некоторых видов цианобактерий эти соотношения увеличиваются с возрастанием уровня освещенности, при котором они культивируются.

Исследования периодической культуры не позволили получить однозначный ответ о существовании лимитирующего действия фотосистемы I на рост синезеленых водорослей. Поэтому аналогичные исследования были продолжены на непрерывной культуре в режиме турбидостата.

1.2. Световая адаптация фотосистемы I синезеленых водорослей  к различным освещенностям ФАР в непрерывной культуре  При турбидостатном выращивании микроводорослей в культиваторе поддерживается постоянный (заданный экспериментатором) уровень биомассы, который по оптической плотности культуры регистрируется специальным прибором, снабженным фотоэлементом. Как только уровень биомассы в культуре поднимается выше некоторого заранее выбранного уровня, сигнал фотоэлемента приводит в действие насос, подающий свежую питательную среду. При этом объем жидкости в культиваторе поддерживается неизменным при помощи специального сливного устройства. Таким образом, скорость накопления биомассы управляется скоростью притока питательной среды. Именно в этом и заключается главное отличие работы турбидостата от периодики. Рост микроводорослей в турбидостате осуществляется без лимитирования по питательным веществам и ограничивается только интенсивностью света (Белянин и др., 1967; Белянин, 1984). При этом скорость роста микроводорослей приближается к максимальной удельной скорости роста (Ждан-Пушкина, 1983).

Как было сказано выше, при 40 Вт/м2 ФАР удельная скорость роста спирулины составляет половину от ее максимально возможной удельной скорости роста. На первом этапе была исследована связь удельной скорости роста в непрерывной культуре с отношением хлорофилла а к Р700 в зависимости от освещенности в диапазоне от 4 до 41.6 Вт/м2 ФАР. Верхний предел этого диапазона определялся возможностями люминесцентной лампы ЛЦ-40.

Использование данного источника света связано с обеспечением одинакового спектрального состава света в непрерывной и периодической культурах.

Характер изменения соотношения между пигментами-светосборщиками и количеством реакционных центров ФС I в непрерывной культуре Spirulina platensis изучали при освещенностях 4.4; 6.2; 13.6; 27.1; 41.6 Вт/м2 ФАР.

В результате исследования выяснилось, что действительно в этом диапазоне освещенностей отношение Хл/Р700 изменялось в пределах ошибки измерения, удельная скорость роста незначительно увеличивалась, а отношение суммарной концентрации хлорофилла а и фикобилинов к концентрации пигмента Р700 оставалось постоянным (рис. 1.4).

Содержание хлорофилла а и Р700 в сухой биомассе клеток спирулины уменьшалось (рис. 1.5).

Рис. 1.4. Зависимости отношения суммарной концентрации хлорофилла и фикобилинов к концентрации пигмента Р700 (1), отношения концентраций хлорофилла а и пигмента Р700 (2) и удельной скорости роста (3) от освещенности для непрерывной культуры Spirulina platensis (лампа ЛЦ-40) Рис. 1.5. Зависимости концентраций хлорофилла а (1), пигмента Р700 (2) в сухой биомассе от освещенности для непрерывной культуры Spirulina platensis (лампа ЛЦ-40) С увеличением освещенности возрастала скорость роста, но при этом отношения Хл/Р700 и (Хл+Фб)/Р700 оставались постоянными и составляли 122.5±3.8 и 177±6.9 соответственно (рис. 1.4). Почти такие же соотношения пигментов-сборщиков к количеству реакционных центров ФС I наблюдались в периодической культуре. Из этого можно сделать вывод, что в спектральных условиях, которые обеспечивает люминесцентная лампа ЛЦ-40, в клетках спирулины синтезируется 122 молекулы хлорофилла и один реакционный центр фотосистемы I. Такое соотношение фотосинтетических компонентов не лимитирует скорость роста клеток Spirulina platensis при представленных выше режимах культивирования.

При освещенностях до 40 Вт/м2 ФАР культура микроводорослей лимитирована по свету и растет со скоростью ниже максимальной. В этих условиях, как показано выше, отношение хлорофилла а к количеству реакционных центров ФС I для спирулины практически не меняется. Для остальных участков световой кривой изменение отношения Хл/Р700 ранее не исследовалось.

Известно, что Spirulina platensis способна расти при освещенности около 400 Вт/м2 ФАР. С помощью люминесцентных ламп невозможно достичь такой освещенности. Поэтому дальнейшие исследования были выполнены с применением лампы КГ 220-1000-3.

На рис. 1.6 представлены зависимости удельной скорости роста, отношения концентраций хлорофилла а к пигменту Р700 и суммарной концентрации хлорофилла а и фикобилинов к пигменту РЦ ФС I от освещенности лампой КГ 220-1000-3 непрерывной культуры Spirulina platensis.

Видно, что в интервале освещенности от 40 до 105 Вт/м2 ФАР происходило возрастание удельной скорости роста и отношений Хл/Р и (Хл+Фб)/Р700. Максимальную скорость роста у спирулины, равную 0. ч–1, наблюдали при 105 Вт/м2 ФАР. При этой освещенности отношение Хл/Р700 и отношение суммарной концентрации хлорофилла а и фикобилинов к концентрации пигмента реакционного центра фотосистемы I были наибольшими и составляли 168±7 и 240±11 соответственно. В интервале освещенностей 105–380 Вт/м2 ФАР отношения Хл/Р700 и (Хл+Фб)/Р уменьшались. Такое падение объясняется фотоингибированием. С увеличением освещенности более 100 Вт/м2 ФАР происходит снижение концентрации хлорофилла а в клетках быстрее, чем падение концентрации Р700 (рис. 1.7).

Коэффициент корреляции между удельной скоростью роста и отношением концентраций хлорофилла а и Р700 составлял 0.91, а между суммарной концентрацией хлорофилла и фикобилинов к содержанию Р700 – 0.97.

Рис. 1.6. Зависимости удельной скорости роста (1), отношения суммарной концентрации хлорофилла а и фикобилинов к содержанию пигмента Р700 (2), отношения молярных концентраций хлорофилла а и пигмента Р700 (3) от освещенности для непрерывной культуры Spirulina platensis (лампа КГ 220-1000-3) Рис. 1.7. Зависимости концентраций хлорофилла а (1), реакционных центров ФС I, пигмента Р700 (2) в сухой биомассе суспензии Spirulina platensis, выращенной в непрерывном режиме, от освещенности (лампа КГ 220-1000-3) Из рис. 1.5 и 1.7 видно, что концентрация хлорофилла а и Р700 в единице биомассы падает с увеличением освещенности. Уменьшение концентрации хлорофилла на лампе ЛЦ-40 происходит с 29.4 до 13.3 мг/г в диапазоне освещенностей от 4.4 до 41.6 Вт/м2 ФАР и с 17.4 до 8.0 мг/г на лампе КГ 220-1000-3 в диапазоне 40–380 Вт/м2 ФАР. Для концентрации Р700 в тех же условиях уменьшение было от 0.18 до 0.107 мг/г и от 0.14 до 0.067 мг/г соответственно. Следует заметить, что при 40 Вт/м2 ФАР культура выращивалась с использованием двух типов ламп с различным спектральным составом света, и хотя отношения Хл/Р700 и (Хл+Фб)/Р700 были одинаковыми, тем не менее концентрации хлорофилла и пигмента Р700 в единице биомассы были различными (Заворуева, Белянин, 1984). Позже было получено, что спектральный состав света не влияет на отношение Хл/Р в культуре цианобактерии Synechococcus sp. 6301 (Manodori, Melis, 1986).

Поскольку с увеличением освещенности наблюдалось уменьшение содержания фотосинтетических пигментов в единице биомассы спирулины, то возникает вопрос: чем объясняется это уменьшение. С одной стороны, это может быть связано только с фотодеструкцией пигментов, а с другой на этот процесс накладываются физиологические особенности микроводорослей. В связи с этим провели сравнение ростовых и пигментных характеристик спирулины с таковыми же показателями термофильной синезеленой микроводоросли Synechococcus elongatus.

Известно, что интервал оптимальных для роста освещенностей у этой водоросли более широкий, чем у Spirulina platensis. Он ограничивается значением 800 Вт/м2 ФАР. Основные отличия световых зависимостей для двух видов водорослей состояли в сдвиге µmax в сторону высоких освещенностей и в расширении интервала их оптимальных значений у синехококкуса (Белянин и др., 1980). Выход скорости роста на максимальный уровень происходил у Synechococcus elongatus при 600 Вт/м2 ФАР (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Зависимости удельной скорости роста (1), отношения молярных концентраций хлорофилла а к пигменту Р700 (2) от освещенности для непрерывной культуры Synechococcus elongatus (лампа КГ 220-1000-3) Рис.к 1.9. Зависимости концентраций хлорофилла а (1), реакционных центров ФС I (2) в сухой биомассе суспензии микроводоросли Synechococcus elongatus от освещенности (лампа КГ 220-1000-3) С увеличением освещенности от 100 до 600 Вт/м2 ФАР при культивировании синехококкуса, наряду со значительным возрастанием удельной скорости роста от 0.24±0.01 до 0.34±0.02 ч–1, наблюдалось возрастание отношения Хл/Р700 от 246±16 до 550±21 (рис. 1.8). Коэффициент корреляции между удельной скоростью роста культуры в турбидостате и отношением хлорофилла к Р700 составлял 0.99.

Из рис. 1.7 и 1.9 видно, что уменьшение концентрации реакционных центров у исследованных микроводорослей происходит по-разному. У более адаптированного к свету синехококкуса выход зависимости концентрации Р700 от освещенности на плато наблюдается при 600 Вт/м2 ФАР, а у спирулины – при 100 Вт/м2 ФАР. Из этого следует, что характер уменьшения является видоспецифичной функцией. Если бы это было не так и все определялось только фотохимической деструкцией Р700, то характер изменения реакционных центров от освещенности в биомассе был бы одинаков.

1.3. Исследование концентрации пигментов   и реакционных центров фотосистемы I зеленой водоросли  хлореллы в периодической культуре  Следующим этапом в изучении связи лабильности ФС I с ростовыми характеристиками фототрофов были исследования на эволюционно более сложном объекте – зеленых микроводорослях. Комплексы прокариот и эукариот содержат одни и те же кофакторы реакционного центра и компоненты цепи транспорта электрона и характеризуются сходной энергетикой и кинетикой переноса электрона. Их основное отличие от цианобактерий состоит в следующем. Во-первых, у зеленых микроводорослей более сложная морфология организации фотосинтетического аппарата, выражающаяся в наличии хлоропластов. Во-вторых, в клетках этих микроводорослей кроме хлорофилла а содержится другой хлорофилл – хлорофилл b. В-третьих, соотношение реакционных центров фотосистем в большинстве случаев равно единице (Blankenship, 1992; Golbeck, 1994).

В-четвертых, ФС I зеленых водорослей состоит только из мономеров (Boekema et al., 1987; Jansson, 1994).

В качестве объекта исследования выбрали Chlorella vulgaris, исходя из известных свойств ее клеток. Хлорелла обладает высокими адаптационными и продукционными показателями, биологической устойчивостью к различным условиям выращивания и регенерационной эффективностью ее в длительном и непрерывном процессе культивирования (Белянин, 1984).

В экспериментах с Chlorella vulgaris – типичным представителем зеленых водорослей, исследовали корреляцию между фазами роста и отношением суммарной концентрации хлорофиллов к концентрации пигмента Р700.

На рис. 1.10 показано изменение суммарной концентрации хлорофиллов а и b и концентрации биомассы при периодическом культивировании. По лаг-фазе видно, что в течение первых суток происходила адаптация клеток хлореллы к условиям культивирования. Затем на протяжении 8 суток наблюдалась экспоненциальная фаза роста как по биомассе, так и хлорофиллу. В течение экспоненциальной фазы роста соотношение между различными биохимическими компонентами клеток хлореллы оставалось постоянным, поэтому это состояние называется сбалансированным ростом (Фотосинтез …, 1989). Фазы замедления и выхода на стационар наблюдались на девятые сутки, если судить по биомассе, и на десятые сутки, если судить по концентрации хлорофилла. В этой фазе биомасса оставалась постоянной, а другие ее параметры, например концентрация хлорофилла, возрастали.

В любом случае фаза гибели наступала на одиннадцатые сутки культивирования клеток хлореллы. Снижение концентрации биомассы в этой фазе является результатом возрастания отношения дыхания к фотосинтезу за пределы единицы или следствием гибели клеток и их лизиса. Отношение суммы хлорофиллов а и b к концентрации реакционных центров ФС I, пигменту Р700 в клетках хлореллы при периодическом культивировании оставалось практически постоянным и составляло в среднем 278± (рис. 1.11).

Рис. 1.10. Динамика изменения концентрации хлорофилла Хл, мг/л, (1) и биомассы Б, мг/л, (2) в периодической культуре Chlorella vulgaris, выращенной под излучением лампы ЛЦ-40 (освещенность 40 Вт/м2 ФАР). Прямыми показаны линии тренда, соответствующие экспоненциальному росту микроводоросли Рисунок 1.11. Отношение суммарной концентрации хлорофилла а и b к концентрации реакционных центров ФС I в периодической культуре Chlorella vulgaris, выращенной под излучением лампы ЛЦ-40 (освещенность 40 Вт/м2 ФАР) Отношение хлорофилла а к концентрации реакционных центров ФС I у синезеленых водорослей в периодике равнялось в среднем 121.6±4. при 40 Вт/м2 ФАР.

Различное соотношение между концентрациями хлорофиллов и пигментом Р700 у разных представителей микроводорослей, вероятно, можно объяснить существованием комплекса ФС I в виде мономеров и тримеров в фотосинтетических мембранах. Известно, что комплекс ФС I в мембране цианобактерий организован преимущественно в виде тримера, а у зеленых водорослей и высших растений – в виде мономерного комплекса, связанного со светособирающими комплексами ФС I (ССКI) (Boekema et al., 1987; Jansson, 1994).

Благодаря ССКI, антенна ФС I зеленой водоросли Chlorella vulgaris содержит больше хлорофиллов на один Р700, чем ФС I цианобактерии Spirulina platensis (Scheller, Moller, 1990; Jansson, 1994; Fujita, 1997), поэтому соотношение между хлорофиллами и Р700 больше у зеленой водоросли.

Несмотря на постоянство отношения суммы хлорофиллов к концентрации Р700 при различных фазах роста, количество Р700 в единице биомассы изменяется в процессе периодического культивирования (рис. 1.12).

Наибольшее содержание реакционных центров первой фотосистемы наблюдается в первые сутки культивирования, а затем оно монотонно снижается, достигая минимального значения на шестые сутки. После этого концентрация Р700 не меняется до момента выхода культуры зеленой водоросли Chlorella vulgaris на стационарный уровень. Из анализа рис. 1.10 и 1. следует, что в периодической культуре хлореллы изменение количества реакционных центров в единице биомассы не зависит от фазы роста.

Если количественно оценивать первую фотосистему зеленых водорослей по концентрации реакционных центров, приходящихся на единицу биомассы, то на основании полученных данных можно сказать, что она лабильна в процессе периодического культивирования.

Рис. 1.12. Концентрация Р700 в сухой биомассе микроводоросли Chlorella vulgaris в периодической культуре, выращенной под излучением лампы ЛЦ-40 (освещенность 40 Вт/м2 ФАР) Из представленных данных можно сделать следующее заключение.

В периодической культуре зеленой водоросли Chlorella vulgaris отношение суммарной концентрации хлорофиллов к концентрации Р700 не зависит от фазы роста. Поскольку такая же закономерность наблюдается и для синезеленых водорослей, то можно утверждать, что полученная закономерность справедлива как для прокариотических, так и эукариотических водорослей.

1.4. Световая адаптация фотосистемы I хлореллы   к различным освещенностям ФАР в непрерывной культуре  Изучение световых зависимостей роста, связанного с процессом фотосинтеза, у различных типов низших фототрофов имеет важное значение как в общебиологическом плане, так и в экологии для выяснения конкретных механизмов сопряжения процессов роста и фотосинтеза в клетках микроводорослей в различных условиях окружающей среды. Для сравнительных исследований связи скорости роста и отношения антенных хлорофиллов к количеству реакционных центров ФС I цианобактерий и зеленых водорослей очень важно применение единых методик и способов выращивания клеток и оценки их роста в культуре, особенно в отношении светового режима.

Термофильный штамм Chlorella vulgaris, как и синезеленые водоросли, выращивали в условиях непрерывной культуры под излучением лампы КГ 220-1000-3. На рис. 1.13 представлены полученные экспериментальные результаты. Максимальная скорость роста хлореллы в суспензии в среднем составляла 0.37±0.03 ч–1. Эта скорость реализовалась при освещенностях культуры 225–250 Вт/м2 ФАР. Другие режимы культивирования хлореллы, включая складывающиеся в оптически плотных суспензиях, в результате дают меньшую величину µmax (Белянин и др., 1980). Скорость роста, полученная при непрерывном культивировании хлореллы, может быть охарактеризована как максимальная и близкая к предельной скорости роста для термофильных форм зеленых микроводорослей, так как аналогичные значения µmax есть и для другого штамма хлореллы (Цоглин, Владимирова, 1974).

Наибольшее значение отношения Хл/Р700, равное 486±34, наблюдали при 225–250 Вт/м2 ФАР. Так же, как и у синезеленых водорослей, у хлореллы отслеживалась прямая корреляция между отношениями концентрации хлорофилла а к пигменту Р700 и, суммарной концентрации хлорофиллов к количеству реакционных центров первой фотосистемы и удельной скоростью роста, начиная с освещенности 70 Вт/м2 ФАР, с коэффициентами корреляции 0.69 и 0.95 соответственно (рис. 1.6, 1.8 и 1.13).

Рис. 1.13. Зависимости удельной скорости роста (1), отношения суммарной концентрации хлорофиллов (2) и концентрации хлорофилла а (3) к концентрации пигмента Р700 в непрерывной культуре Chlorella vulgaris от освещенности (лампа КГ 220-1000-3) Рис. 1.14. Зависимости суммарной концентрации хлорофиллов а и b (1) и пигмента Р700 (2) в непрерывной культуре Chlorella vulgaris от освещенности (лампа КГ 220-1000-3) У зеленой водоросли Chlorella vulgaris с повышением освещенности наблюдается снижение суммарной концентрации хлорофилла а и в и реакционных центров ФС I (рис. 1.14). При изменении освещенности от 75 до 500 Вт/м2 ФАР суммарная концентрация хлорофиллов уменьшилась в 3. раза, а пигмента Р700 – в 3.8 раза.

Таким образом, представленные зависимости скоростей роста для синехококкуса (рис. 1.6) и хлореллы (рис. 1.13) позволяют сделать вывод, что увеличение термофильности и переход к прокариотическим водорослям не вызывает возрастания максимальной скорости роста клеток (µmax0.34 ч–1) в условиях светового насыщения и оптимальных значений других параметров культивирования. Основные различия связаны со сдвигом и расширением диапазона освещенностей для максимального роста в сторону высоких освещенностей. Следует заметить, что у обоих видов микроводорослей при оптимальных освещенностях характер падения скоростей роста одинаков, несмотря на большую разницу в значениях этих освещенностей. Это можно объяснить использованием в опытах одного и того же спектрального состава света. Такие же по характеру изменения, но вместе со снижением максимальной скорости роста, можно наблюдать и для каждого в отдельности термофильного штамма микроводорослей в других световых режимах культивирования (Белянин и др., 1980). Это указывает на то, что в этих двух случаях затрагиваются различные параметры световой зависимости роста клеток.

Рассмотренные экспериментальные результаты дают основание предположить, что удельная скорость роста у микроводорослей определяется скоростями фотохимических процессов в клетках, в силу чего наблюдалась прямая корреляция между удельной скоростью роста и отношением хлорофилла и количеством реакционных центров ФС I. То есть в условиях непрерывного культивирования фотосистема I лабильна и откликается на изменение интенсивности света и величину поглощаемой лучистой энергии. Найденные значения µmax оказались одинаковыми у термофильных видов из различных групп водорослей и близкими к тем, которые, согласно сообщениям в литературе (Dyer, Gafford, 1961; Peary, Castenholz, 1964), являются наибольшими величинами роста у микроводорослей в условиях культивирования.

1.5. Анализ зависимостей отношения концентрации хлорофилла  к концентрации Р700 от освещенности, используемой   при выращивании  таксономически   различных видов водорослей  Параллельно этим исследованиям за рубежом изучали влияние различных уровней освещенности на фотосинтетический аппарат других видов водорослей. В частности, в этом аспекте изучали синезеленую водоросль Microcystis aeruginosa (Raps et al., 1983). В процессе выращивания авторы использовали освещенности от 20 до 565 мкE·м2·с–1. Отношение концентраций хлорофилла и пигмента Р700 у этой водоросли практически оставалось неизменным до 160 мкE·м2·с–1, в дальнейшем при увеличении освещенности света происходило уменьшение данного показателя (рис. 1.15).

Если использовать коэффициент перевода мкE·м2·с-1 в единицы Вт/м ФАР, равный 0.26 (Фотосинтез … 1989), то получится, что неизменное отношение Хл/Р700 у микроцистиса наблюдается до 40 Вт/м2 ФАР. Точно такая же закономерность прослеживалась у спирулины. Различие зависимости Хл/Р700 для двух видов синезеленых водорослей состоит в том, что с увеличением освещенности у спирулины происходило возрастание изученного отношения, а у микроцистиса – падение.

Изменение концентрации хлорофилла а и пигмента Р700 на клетку Microcystis aeruginosa показано на рис. 1.16.

В клетках Microcystis aeruginosa концентрация пигментов и реакционных центров с увеличением освещенности падает. Такая же зависимость наблюдалась и у спирулины, и синехококкуса.

И хотя в работе (Raps et al., 1983) использовался турбидостатный режим, при котором можно измерить удельную скорость роста культуры, тем не менее корреляция между параметрами роста и фотосинтетическими параметрами не была исследована. Вывод из этой работы относительно первой фотосистемы можно сделать следующий: ФС I лабильна.

P.G. Falkowski с соавторами изучал зависимость изменения концентрации реакционных центров ФС I от освещенности в зеленых морских водорослях Dunaliella tertiolecta, выращенных в периодической культуре (Falkowski, Owens, 1980; Falkowski et al., 1981).

Рис. 1.15. Зависимость отношения концентраций хлорофилла а и пигмента Р в турбидостатной культуре Microcystis aeruginosa от освещенности (лампа HO fluorescent). По материалам работы (Raps et al., 1983) Рис. 1.16. Зависимость концентрации хлорофилла а (1) и количества пигмента Р700 (2) от освещенности в культуре Microcystis aeruginosa (лампа HO fluorescent).

По материалам работы (Raps et al., 1983).

Рис. 1.17. Зависимость отношения суммарной концентрации хлорофиллов к пигменту Р700 от освещенности в культуре Dunaliella tertiolecta. По материалам работы (Falkowski, Owens, 1980) В работе (Falkowski, Owens, 1980) установлено, что при изменении освещенности от 2 до 120 мкE·м2·с–1 в суспензии клеток зеленой водоросли Dunaliella tertiolecta наблюдалось увеличение отношения Хл/Р700 в 1.55 раза (рис. 1.17). При дальнейшем увеличении освещенности от 120 до 400 мкE·м2·с-1 происходило уменьшение данного отношения почти в 1.1 раза.

Рис. 1.18. Зависимость количества реакционных центров ФС I в клетке, моль х105, от освещенности в культуре Dunaliella tertiolecta. По материалам работы (Falkowski, Owens, 1980) В работе этих же авторов (Falkowski et al., 1981) показано, что при изменении освещенности культуры Dunaliella tertiolecta от 45 до 600 мкE·м2·с–1 величина отношения концентраций суммы хлорофиллов и Р700 изменялась от 732±106 до 612±45, концентрация хлорофилла а на клетку – от 33.4 до 11.3 моль х10-16, количество реакционных центров на клетку – от 61 до 22 моль х10-19. Фактически с увеличением освещенности концентрация реакционных центров ФС I изменялась относительно суммы хлорофиллов статистически недостоверно и достоверно на клетку (Falkowski et al., 1981).

Практически такие же выводы следуют из работы Р.Г. Фалковского, Т.Г. Овенса, опубликованной в 1980 г., если рассчитать концентрацию реакционных центров ФС I в одной клетке (рис. 1.18).

Для суспензии клеток Dunaliella tertiolecta прослеживается хорошая связь между интенсивностью фотосинтеза, отношениями концентраций суммы хлорофиллов и Р700 и хлорофилла а и Р700 (рис. 1.19).

Коэффициент корреляции между Хл а/Р700 и интенсивностью фотосинтеза составлял 0.96, а между Хл (а + b)/Р700 – 0.98. Высокая корреляция продукции фотосинтеза с концентрацией реакционных центров ФС I, выраженная относительно концентрации пигментов-сборщиков, свидетельствует о связи ростовых и фотосинтетических процессов в клетках зеленых микроводорослей.

Рис. 1.19. Зависимости отношения концентраций суммы хлорофиллов к количеству реакционных центров ФС I (1), отношения концентраций хлорофилла а к Р700 (2) и интенсивности фотосинтеза (3) от освещенности в периодической культуре Dunaliella tertiolecta (Falkowski, Owens, 1980) Из проведенного анализа литературных и полученных экспериментальных данных можно заключить, что внутри одного вида водорослей нет четкой тенденции в изменении отношения концентраций хлорофилла и количества реакционных центров первой фотосистемы при разных значениях интенсивности света. Скорее всего, для каждого рода, и даже вида водорослей, существует своя закономерность в изменении изученного показателя. Наиболее адекватные результаты можно получить в непрерывной культуре микроводорослей, так как этот режим выращивания позволяет наилучшим образом контролировать как скорость роста, так и световые условия, при которых происходит рост низших фотоавтотрофов. В непрерывной культуре существует связь между отношением Хл/Р700, интенсивностью фотосинтеза и удельной скоростью роста. Из этого следует, что ФС I может быть узким местом в метаболизме синезеленых и зеленых микроводорослей и откликается на изменение интенсивности света, т. е. она лабильна.

1. В периодической культуре цианобактерий и зеленых водорослей соотношение между концентрациями пигментов-сборщиков энергии и реакционных центров ФС I зависит от освещенности суспензии и не зависит от фазы роста.

2. Показано, что у синезеленых водорослей в непрерывной культуре при освещенностях до 40 Вт/м2 ФАР соотношение между концентрацией хлорофилла а и количеством реакционных центров ФС I остается постоянным. При освещенности выше 40 Вт/м2 ФАР отношение Хл/Р700 изменяется и коррелирует с удельной скоростью роста. Максимальную скорость роста 0.100±0.007 ч–1 у Spirulina platensis наблюдали при освещенности 105 Вт/м2 ФАР, у Synechococcus elongatus – скорости роста 0.34±0.02 ч– при 600 Вт/м2 ФАР, у Chlorella vulgaris – скорости роста 0.37±0.03 ч–1 при 225–250 Вт/м2 ФАР. При указанных освещенностях наибольшие отношения концентраций хлорофилла а и пигмента Р700 ФС I составляли для спирулины 168±7, синехококкуса 550±21. У хлореллы отношение Хл (а + b)/Р700 составляло 486±34.

3. При увеличении освещенности света в непрерывной культуре микроводорослей наблюдали уменьшение концентрации хлорофиллов и количества реакционных центров ФС I, однако скорость снижения для них была различной.

4. В условиях турбидостата фотосистема I микроводорослей лабильна и откликается на изменение освещенности.

ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ  

ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ НА КОЛИЧЕСТВО  

РЕАКЦИОННЫХ ЦЕНТРОВ ПЕРВОЙ ФОТОСИСТЕМЫ 

2.1. Концентрация пигментов и реакционных центров   первой фотосистемы у высших фототрофов,   выращенных под излучением различных спектральных  областей ФАР  Из литературных данных известно, что процесс развития растений разных видов ценозов имеет резко выраженную видовую специфику реакций к спектру и интенсивности излучения различных областей ФАР (Воскресенская, 1987; Тихомиров и др., 1991). Исследования по выявлению специфики реакций растений разных видов на спектральный состав ФАР актуальны и связаны с расширением представлений о его роли в фотосинтетической продуктивности ценоза, использованием результатов таких исследований для систематизации реакций растений на спектр и интенсивность ФАР. Такая систематизация необходима для объединения близких по реакции на спектральный состав и интенсивность света растений в отдельные группы, проведения исследований по подбору спектра и интенсивности света, обеспечения оптимальной фотосинтетической продуктивности растений, незначительно различающихся по спектральной чувствительности к фотосинтезу.

Принципиальная возможность использования излучения той или иной области ФАР при выращивании растений до получения хозяйственно полезного урожая определяется способностью прохождения всего процесса онтогенеза растений при данном спектре излучения ФАР (Тихомиров и др., 1991). В настоящее время растения можно разделить на две группы, одна из которых характеризуется нарушением роста на определенном этапе онтогенеза (огурец, перец), другая – способностью пройти все этапы онтогенеза и дать урожай независимо от используемого при выращивании спектрального состава излучения исследованных областей ФАР (томаты, горох, салат). На растениях томатов показана возможность прохождения всех этапов онтогенеза от начальных стадий до накопления вегетативной биомассы и получения хозяйственно полезного урожая для отдельных областей ФАР в диапазоне освещенностей от 50 до 100 Вт/м2 ФАР (Тихомиров и др., 1987; Тихомиров и др., 1991). Однако данных о пигментахсборщиках энергии и реакционных центрах первой фотосистемы во взаимосвязи с указанными параметрами при использовании искусственных источников света практически не имеется.

Далее представлены экспериментальные результаты изменения концентрации реакционных центров фотосистемы I в листьях растений томатов, выращенных под излучением 100 Вт/м2 отдельных областей ФАР с использованием ламп ДРИ 2000-6. Выбор освещенности был связан с тем, что при этой или близких освещенностях обычно достигается максимальная эффективность фотосинтеза растений. Кроме этого, такие уровни освещенности часто используются при выращивании как отдельных растений, так и фитоценозов в условиях светокультуры (Лисовский и др., 1987; Тихомиров и др., 1991).

Количество пигментов, их соотношение являются важными показателями работы фотосинтетического аппарата растений. В табл. 2.1 представлены указанные параметры для 14-суточных растений томатов. Максимальную суммарную концентрацию хлорофиллов и реакционных центров ФС I наблюдали в листьях растений, сформировавшихся под излучением синей области ФАР (400–500 нм). Хлорофилл a является компонентом как центральных комплексов, так и периферической антенны ФС I и ФС II, тогда как хлорофилл b – преимущественно компонентом периферической антенны обеих фотосистем. В связи с этим изменение отношения Хл а/b указывает на изменение соотношения между комплексами реакционных центров фотосистем и светособирающим комплексом (ССК). На синем свету концентрации хлорофилла ССК и хлорофилла, связанного с обеими фотосистемами (ФС I+ФС II), были максимальными, что привело к уменьшению отношения между хлорофиллами Хл ССК/Хл (ФС I+ФС II) в хлоропластах томатов. Отношение суммарной концентрации хлорофиллов и концентрацией пигмента Р700 ФС I зависело от спектрального режима выращивания, и его значение на красном свету было в 1.6 раза выше по сравнению с таковым для растений, выросших на синем и зеленом свету (табл. 2.1).

Содержание пигментов (мг/дм ) и соотношение между ними в листьях 14-суточных растений томатов, выращенных в различных спектральных условиях при освещенности 100 Вт/м2 ФАР Хл (a+b)/каротиноиды 3.860.23 3.410.23 3.280. Хлорофилл (ФС I+ФС II) 2.800.18 1.930.13 1.780. К сорока суткам вегетации растений томатов в различных световых вариантах отношение Хл (a+b)/P700 первой фотосистемы оставалось максимальным и практически неизменным на красном свету (табл. 2.2). Происходило изменение данного соотношения на зеленом свету (в 1.6 раза).

Анализ пигментного аппарата растений томатов свидетельствует о том, что соотношение между концентрациями хлорофиллов и реакционных центров ФС I изменялось на синем и зеленом свету во время вегетации, т. е. зависело как от возраста, так и спектрального режима выращивания.

Содержание пигментов (мг/дм2) и соотношение между ними в листьях 40-суточных растений томатов, выращенных в различных спектральных условиях при освещенности 100 Вт/м2 ФАР В дальнейшем для того чтобы убедиться, что соотношение Хл (а+в)/Р700 зависит от спектрального состава света при культивировании, необходимо было изучить изменение данного параметра на одновозрастных растениях после смены спектрального режима. Для этого растения первоначально выращивали под излучением какой-либо одной области ФАР, при которой происходил сбалансированный процесс формирования структуры и функций фотосинтетического аппарата, а затем осуществляли перевод 14-суточных растений на другую область ФАР, и они росли до 40суточного возраста. Растения, оставшиеся на красном, синем и зеленом свету, служили контролем. Анализ состояния фотосинтетического аппарата растений оценивали в сформировашихся взрослых листьях при данном спектральном режиме. Результаты приведены в табл. 2.3 и 2.4. При перестановке растений с красного на синий, с красного на зеленый и с зеленого на синий свет содержание хлорофиллов не изменялось, а при смене с синего на красный и с синего на зеленый свет оно увеличивалось. Данные экспериментов по перемещению растений, выращенных на разном спектральном составе света, показали лабильность ФС I.

Содержание пигментов (мг/дм ) и соотношение между ними в листьях 40-суточных растений томатов после смены спектральных условий выращивания при освещенности 100 Вт/м2 ФАР Содержание пигментов (мг/дм ) и соотношение между ними в листьях 40-суточных растений томатов после смены спектральных условий выращивания при освещенности 100 Вт/м2 ФАР Хл (a+b)/каротиноиды 3.450.24 3.780.26 3.230. Хлорофилл (ФС I+ФC II) 3.500.24 2.850.15 3.400. В зависимости от спектрального состава света отношение концентраций хлорофиллов и реакционных центров первой фотосистемы в листьях 14-суточных растений изменялось следующим образом: на красном свету синем зеленом, а 40-суточных растений – на красном синем зеленом (табл. 2.1, 2.2). Однако максимальное соотношение хлорофилл (a+b)/P700 наблюдали на красном свету для 14- и 40-суточных растений томатов.

Результаты, полученные для пигментов и их соотношений, указывают на то, что изменения в метаболизме листьев растений, вызываемые фотореакциями с различными спектрами поглощения, касаются и фотосинтетического аппарата (Мокроносов, 1981; Астафурова и др., 2001).

Данные по накоплению сухой биомассы растений и сырой биомассы плодов томатов, приведенные в табл. 2.5, коррелировали с изменением соотношения Хл (а+в)/Р700 для 40-суточных растений томатов.

Влияние излучения отдельных областей ФАР на накопление сухой массы растений томатов за 30 суток и урожая плодов за 100 суток вегетации Область спектра, нм Сухая биомасса 30-суточного Сырая биомасса плодов, Накопление вегетативной биомассы и хозяйственно полезный урожай томатов зависели от спектрального состава света. Для 30-суточных растений томатов, вступающих в фазу цветения, наиболее эффективным в накоплении биомассы было излучение красной области спектра при освещенности 100 Вт/м2 ФАР. Синие и зеленые лучи по своей спектральной эффективности в накоплении биомассы растений уступали красным. Синие лучи, хотя и уступали красным, но были заметно эффективнее зеленых. Кроме этого, процесс формирования и созревания плодов наиболее интенсивно протекал при излучении красной области спектра, где раньше всего образовывались спелые плоды (Тихомиров и др., 1991). Созревание плодов в синих лучах обеспечивало в конце вегетации урожай плодов существенно больший, чем под зеленым светом. Согласно нашим данным, соотношение между концентрацией хлорофиллов и количеством реакционных центров ФС I у 40-суточных растений на синем свету было в 1.8 раза выше, чем на зеленом.

В оценке спектральной эффективности фотосинтеза при выращивании растений в условиях искусственного освещения необходимо использовать данные по длительному воздействию спектральных потоков ФАР на растения и ценозы, поскольку специфические реакции для разных видов растений не проявляются при кратковременном (минутном) воздействии света (Свет и морфогенез …, 1978). Это можно объяснить тем, что при длительном воздействии излучения определенного спектрального состава и интенсивности света в формировании фотосинтеза участвует совокупность как быстро, так и медленно протекающих во времени фоторегуляторных механизмов. Совокупность этих эффектов определяет видовую специфику растений в их реакции на свет разного спектрального состава и интенсивности, проявляющуюся в особенностях морфогенеза и фотосинтеза растений.

Таким образом, фотосистема I томатов, выращенных под излучением отдельных областей ФАР, была лабильна. Отношение Хл (а+b)/Р уменьшалось в спектральном ряду красная – синяя-зеленая области. Различие влияния спектральных областей ФАР на фотосинтетический аппарат четко проявлялось с возрастом растений.

2.2. Фотосинтетический аппарат растений,   выращенных на красном свету низкой освещенности   с различной линейчатостью спектра  Известно, что влияние излучения отдельных участков ФАР на фотосинтетический аппарат сильно зависит от таких факторов, как интенсивность света, вид растения, фаза вегетации (Воскресенская, 1965; Протасова, Кефели, 1982; Тихомиров и др., 1987, 1991). Если по исследованию таких параметров, как интенсивность и спектральный состав фотосинтетически активной радиации, имеются работы (Воскресенская, 1965; Воскресенская, Нечаева, 1967; Бухов и др., 1986; Тихомиров и др., 1987; Тихомиров и др., 1991; Шалаева и др., 1991), то фотобиологическая эффективность излучения с различной линейчатостью спектра ФАР изучена крайне слабо. Однако исследования такого рода весьма актуальны, поскольку большинство современных источников света, используемых для выращивания растений в искусственных условиях, имеют не сплошные, а линейчатые спектры излучения.

Для источника света со сплошным спектром излучения лучистый поток ФАР (Fс) можно представить в виде где n – граничные значения длин волн () в области ФАР, () – спектральная плотность излучения.

Для источника света с линейчатым спектром излучения лучистый поток ФАР (Fл) можно записать в виде где '(i) – спектральная плотность излучения отдельной i-й резонансной линии; m – количество резонансных линий в области ФАР.

При Fc = Fл в границах одного и того же спектрального интервала можно записать три следующих случая:

Из (2.3) следует, что эффекты светового насыщения или перенасыщения на отдельных длинах волн i могут наблюдаться при использовании линейчатого спектра в (а) и в (б) случаях, в то время как при использовании сплошного спектра излучения ((в) случай) эти эффекты еще не достигнуты.

Отсюда можно предположить, что у растений, поглощающих излучение с резко выраженной линейчатостью спектра, фоторецепторы, спектральные максимумы поглощения энергии которых совпадают с соответствующими максимумами излучения резонансных линий, могут находиться в условиях светового ингибирования. Такая ситуация может возникнуть даже при использовании освещенностей, которые традиционно считаются относительно невысокими в светофизиологии и светокультуре растений (Протасова, Кефели, 1982).

В этой связи возникает вопрос о возможных причинах, лежащих в основе полученных различий по фотобиологической эффективности действия сплошного и линейчатого спектров. Обоснованной выглядит гипотеза фотоповреждения растений при использовании линейчатого спектра определенной структуры, суть которой определяется выражениями (2.3а), (2.3б), (2.3в) (Тихомиров и др., 1991). В этом случае факторы, лимитирующие величину продуктивности, вероятно, тесно связаны с первичными процессами фотосинтеза. Поэтому исследования целесообразно вести на хлоропластном уровне организации фотосинтетического аппарата, где сосредоточены фоторецепторы и другие структурные компоненты зеленых пигментов, обеспечивающие согласованную работу фотофизических и фотохимических стадий фотосинтеза.

В методическом отношении проведение такой работы лучше начинать с использования красной области спектра, где при прочих равных условиях световое насыщение по фотосинтезу достигается быстрее, чем в синих лучах (Ko, 1982). Кроме того, в красных лучах более ярко, чем в синих и зеленых, проявляется специфика видовых реакций растений к спектру ФАР (Тихомиров и др., 1987). Учет последнего обстоятельства создает дополнительные возможности на контрастных растениях разных видов по реакции на красный свет оценить воздействие линейчатого спектра и проанализировать возможные причины возникающих различий.

Было проведено сравнительное изучение по влиянию длинноволновой (600–700 нм) области ФАР, представленной сплошным (лампа ДКсТВи линейчатыми спектрами (лампа ДРИ-2000-6 со слабоинтенсивным фоном 0.1 Вт/м2 в диапазоне 600–700 нм с интенсивными полосами при = 625 и 675 нм), на ФС I и пигментный аппарат высших растений, имеющих контрастную реакцию на красный свет.

Исследования проводили на зрелых листьях верхнего яруса 7– 8-суточных растений гороха (Pisum sativum L.) сорта Смарагд и салата посевного (Lactuca sativa L.), устойчивых к действию красного света высокой интенсивности, а также на 14-суточных растениях огурца (Cucumis sativum L.) сорта Московский тепличный и перца овощного (Capsicum annuum L.), погибающих на красном свету высокой интенсивности. Выбор этих культур объяснялся разной видовой реакцией растений на действие красного света (Тихомиров и др., 1991).

На основании предварительных экспериментов в качестве рабочей была выбрана освещенность 50 Вт/м2 в красной области спектра. Освещенность 50 Вт/м2 ФАР, согласно классификации, предложенной Н.Н. Протасовой (Протасова, Кефели, 1982), является низкой освещенностью, при которой выращиваются растения. Она находится в диапазоне интенсивностей облучения, вызывающих ряд физиологических изменений на уровне хлоропласта, но не приводящих к гибели растений (Сидько и др., 1977).

Эксперименты по выращиванию растений на красном свету с различной линейчатостью спектра были выполнены в трехкратной повторности. Каждый раз для анализа отбирали по 5 образцов. В таблицах представлены усредненные результаты.

Опыты по действию длинноволновой области ФАР, представленной сплошным и линейчатым спектрами при освещенности 50 Вт/м2, на пигментный аппарат высших растений показали, что структура спектра не сказывалась на содержании пигментов в хлоропластах растений – ключевых компонентах электронно-транспортной цепи. Концентрация хлорофилла а, хлорофилла b, суммы хлорофиллов и каротиноидов, отношение хлорофиллов а и b, соотношение между хлорофиллом светособирающего комплекса и хлорофиллом, связанным с обеими фотосистемами, были одинаковыми, соответствующими каждому виду растений, выращенных как на сплошном, так и на линейчатом спектре излучения ламп (табл. 2.6–2.9).

Содержание пигментов (мг/дм2) и их соотношения в листьях 7–8-суточных растений гороха, выращенных на красном свету при освещенности 50 Вт/м2 ФАР Содержание пигментов (мг/дм ) и их соотношения в листьях 14-суточных растений огурца, выращенных на красном свету Хл (а+b)/каротиноиды 2.820.20 2.980. Хлорофилл (ФС I+ФС II) 0.820.06 1.040. Содержание пигментов (мг/дм ) и их соотношения в листьях 7–8-суточных растений салата, выращенных на красном свету Содержание пигментов (мг/дм ) и их соотношения в листьях 14-суточных растений перца, выращенных на красном свету Хл (а+b)/каротиноиды 3.160.22 3.640. Хлорофилл (ФС I+ФС II) 1.420.10 1.320. Отношение суммарной концентрации хлорофиллов к пигменту Р ФС I изменялось. При выращивании гороха и огурца под лампой ДРИсоотношение Хл (а+b)/Р700 составляло 445±31 и 455±31, а под ксеноновой лампой ДКсТВ-6000 – 660±44 и 544±35 соответственно. Для салата и перца данное соотношение 55538 и 76853; 114578 и 82057 соответственно.

Линейчатость спектра излучения используемой в экспериментах лампы (ДРИ-2000-6) сказывалась на концентрации реакционных центров ФС I и соотношении Хл (а+b)/Р700 в листьях всех исследованных видов растении. Так, у растений, устойчивых к действию красного света высокой освещенности (горох и салат), происходило увеличение концентрации пигмента Р700 и уменьшение соотношения Хл (а+b)/Р700. У растений (огурец и перец), погибающих при тех же световых условиях, указанные параметры были меньше по сравнению с таковыми для сплошного спектра излучения (лампа ДКсТВ-6000). Однако тенденция к изменению как концентрации реакционных центров ФС I, так и соотношения между хлорофиллами и Р700 у гороха и салата была более ярко выражена.

Все предыдущие эксперименты были выполнены на сформировавшихся листьях растений, в которых соотношение между фотосистемами пришло в динамическое равновесие.

Следующим этапом исследования было изучение этиолированных листьев растений пшеницы, в которых баланс между концентрациями реакционных центров фотосистем не установился.

Изучали влияние красного света на листья этиолированных растений. Хотя этиолированные растения не имеют хлорофилла, фотосинтетический аппарат еще не сформирован, тем не менее они растут. При исследовании механизмов формирования фотосинтетического аппарата и его пигментного фонда традиционными объектами изучения являются листья этиолированных растений при их дальнейшем освещении. Вместе с тем в настоящее время установлено, что процесс биогенеза фотосинтетической мембраны в зеленых листьях происходит иначе, чем в посэтиолированных растениях (Keli, Heather, 1995; Fabrice, Benoit, 1996), поэтому необходимы и другие подходы к исследованию синтеза фотосистем в хлоропластах высших растений. При освещении этиолированных проростков формирование функциональных комплексов хлоропластов происходит неравномерно. Известно, что первым строится комплекс ФС I. Уже через 10– 15 мин после освещения этиолированных листьев в них может быть обнаружена активность циклического фотофосфорилирования. Нециклическое фосфорилирование, требующее совместного функционирования фотосистем I и II, может быть определено лишь после 4-10 часов освещения. Это время необходимо для формирования ФС II и полной электроннотранспортной цепи, так как активность реакции Хилла и выделение О достигают нормального уровня только через 2–8 часов зеленения (Мокроносов, Гавриленко, 1992). Это подтверждают данные о более раннем формировании в ходе зеленения пигмент-белкового комплекса I (Чайка, Савченко, 1981). Пигмент-белковый комплекс II обнаруживается лишь через 8–10 часов освещения этиолированных проростков.

При освещении красным светом лампами с различной линейчатостью спектра этиолированных проростков растений пшеницы наблюдали разницу в значениях соотношения между концентрацией хлорофиллов и количеством реакционных центров ФС I в листьях (табл. 2.10).

Полученные данные подтверждают, что определяющим критерием в изменении соотношения Хл (а+b)/Р700 является линейчатость спектрального состава света, а не первоначальные условия выращивания, поскольку после 5-ти суток освещения красным светом 50 Вт/м2 ФАР отношение Хл (а+b)/Р700 было выше на всего 11 % под излучением лампы ДКсТВ-6000 по сравнению с таковым для лампы ДРИ-2000-6. Концентрация реакционных центров ФС I не зависела от спектра излучения используемых ламп.

Содержание пигментов (мг/г сырой массы) и их соотношения в этиолированных листьях растений пшеницы после 5-ти суток освещения красным светом при освещенности 50 Вт/м2 ФАР Параметры, характеризующие ростовые процессы (высота растений, масса одного растения, сырая масса листа, площадь листа) используемых видов растений, приведены в табл. 2.11–2.13 Результаты показывают, что под излучением, представленным сплошным спектром (лампа ДКсТВразвитие растений происходило более интенсивно, чем под линейчатым спектром (лампа ДРИ-2000-6) для всех исследуемых растений.

Различия в площади ассимиляционной поверхности листьев приводили к заметному приросту сырой массы листьев растений.

Показатели роста и развития 7–8-дневных растений гороха, выращенных на красном свету при освещенности 50 Вт/м2 ФАР Показатели роста и развития 14-суточных растений огурца, выращенных на красном свету при освещенности 50 Вт/м2 ФАР Показатели роста и развития 14-суточных растений перца, выращенных на красном свету при освещенности 50 Вт/м2 ФАР Можно сделать вывод, что урожайность культур растений гороха, огурца и перца, выращенных под сплошным спектром излучения, больше, чем под линейчатым излучением.

Поскольку комплекс фотосистемы I участвует в образовании АТФ (аденозинтрифосфат) при циклическом и нециклическом фотофосфорилировании и восстановлении НАДФ (никотинамидадениндинуклеотидфосфат), которые в дальнейшем используются в темновых стадиях фотосинтеза, изучали влияние различной линейчатости спектра используемых ламп на характеристики, имеющие отношение к метаболизму растительной клетки (активность циклического и нециклического фотофосфорилирования, фотохимическая активность хлоропластов и другие). Исследования проводили на хлоропластах растений гороха и огурца.

Ключевым пунктом процесса фотосинтеза является протекающее в хлоропластах превращение световой энергии, поглощенной хлорофиллом, в энергию первичных восстановленных химических соединений (НАДФН) и макроэргических соединений, активирующих метаболизм (АТФ). Следующие за тем процессы ассимиляции СО2, восстановления нитратов, нитритов и т. п. по своему существу являются темновыми, и возможность их протекания всецело определяется наличием указанных высокоэнергетических компонентов. Исходя из этого скорость, с которой образуется в хлоропластах восстановленный НАДФН (принимая во внимание, что скорость образования АТФ пропорциональна скорости образования восстановителя), можно рассматривать как интегральную меру фотосинтетической работоспособности хлоропластов (Зотикова, Зайцева, 2000).

Измерение скорости восстановления НАДФ представляет собой сложную процедуру, требует дорогостоящего оборудования, реактивов, высокого качества выделения хлоропластов и может быть проведено не на всех культурных растениях. По этой причине вместо определения скорости восстановления НАДФ измеряют скорость фотовосстановления хлоропластами какихлибо других, нефизиологических акцепторов электрона: оксалата железа (III), хинона, феррицианида калия. Эту скорость, отражающую способность хлоропластов продуцировать под действием света определенное количество восстановленного продукта в единицу времени, называют фотохимической активностью хлоропластов (ФХА) (Зеленский, Могилева, 1980).

При изучении действия сплошного и линейчатого красного света на активность циклического и нециклического фотофосфорилирования в хлоропластах гороха различий не обнаружили (табл. 2.14).

Фотохимическая активность хлоропластов гороха при действии красного света, представленного линейчатым и сплошным спектрами Скорость восстановления феррицианида хлоропластов за 10 мин (без АДФ и Р), мкМ/мг Скорость восстановления феррицианида, хлоропластов за 10 мин (+АДФ, +Р), мкМ/мг Скорость НЦФФ в присутствии К3(Fе(СN)6 хлоропластов за 10 мин, мкМ Р/мг Скорость ЦФФ в присутствии ФМС хлоропластов за 10 мин, мкМ Р/мг Для огурца, выращенного под излучением ламп со сплошной структурой спектра, наблюдали повышенные значения скоростей фотофосфорилирования (табл. 2.15). Соотношение скоростей циклического (ЦФФ) и нециклического (НЦФФ) фосфорилирования не зависело от характера линейчатости красного света в исследуемых условиях выращивания для двух видов растений, т. е. транспорт электронов не ингибировался в равной степени как в фосфорилирующих, так и в нефосфорилирующих условиях.

Фотохимическая активность хлоропластов огурца при действии красного света, представленного линейчатым и сплошным спектрами Скорость восстановления феррицианида хлоропластов за 10 мин (без АДФ и Р), мкМ/мг Скорость восстановления феррицианида хлоропластов за 10 мин (+АДФ+Р), мкМ/мг Скорость НЦФФ в присутствии К3(Fе(СN)6 хлоропластов за 10 мин, мкМ Р/мг Скорость ЦФФ в присутствии ФМС хлоропластов за 10 мин, мкМ Р/мг Выращивание растений гороха в различных световых условиях привело к формированию фотосинтетического аппарата с одинаковой активностью в реакции Хилла как без АДФ, так и с АДФ. Для огурца наблюдали различия в указанных параметрах, ФХА была выше на сплошном спектре.

Хотя происходили разные изменения фотохимических активностей у обоих изученных растений, однако отношение скорости транспорта электронов в присутствии АДФ к скорости транспорта электронов в отсутствие АДФ, так называемый фотосинтетический контроль (ФК) (Мокроносов, Гавриленко, 1992), было одинаковым при данных условиях выращивания, т. е.

базальный поток электронов, наблюдаемый в хлоропластах гороха и огурца в отсутствие АДФ и фосфора (Р), и более активный сопряженный поток электронов при добавлении АДФ и Р не зависели от действия красного света, представленного линейчатым и сплошным спектрами как для гороха, так и для огурца. Степень сопряженности тока электронов в цепи с реакциями фотофосфорилирования (Р/2e), рассчитываемая по отношению количества поглощенного в опыте неорганического фосфата к количеству восстановленного феррицианида калия (Гавриленко и др., 1975), не зависела от спектра излучения используемой при выращивании растений лампы (табл. 2.14, 2.15).

При изучении длительного влияния характера линейчатости спектра красной области ФАР на фотосинтетический аппарат растений среди рассматриваемых параметров были выделены две группы: 1 – основные, имеющие отношение к метаболизму растительной клетки в целом, и 2 – характеризующие функционирование отдельных звеньев фотосинтетического аппарата. К первой группе параметров относится соотношение циклического и нециклического фосфорилирования, имеющее регуляторное действие на фотосинтетический метаболизм и являющееся одним из возможных факторов онтогенетического контроля фотосинтеза (Мокроносов, Гавриленко, 1992).

Характер линейчатости спектра облучения не сказывался на соотношении ЦФФ к НЦФФ как для листьев гороха, так и огурца. По данным И.А. Тарчевского (Тарчевский, 1977), в ходе онтогенеза происходит увеличение этого отношения, а при действии экстремальных факторов – его уменьшение. Стабильность отношения ЦФФ/НЦФФ, по-видимому, может свидетельствовать о том, что более неравномерное линейчатое облучение (линейчатый спектр) не явилось для листьев растений экстремальным.

К наиболее важным параметрам второй группы характеристик относятся ФК и P/2e, значения которых не различались достоверно для гороха и огурца. Стабильность значений фотосинтетического контроля (табл. 2.14, 2.15) может указывать на то, что эффективность фотофосфорилирования в сопрягающем центре, локализованном на уровне цитохром b6f-комплекса, не менялась в зависимости от характера линейчатости спектра ламп как для гороха, так и огурца. Тот же вывод может быть сделан для параметра P/2e, характеризующего степень сопряжения всей цепи нециклического электронного потока с фосфорилированием, т. е. образованием АТФ.

Таким образом, применение спектрофотометрических и химических методов позволило выявить различную реакцию пигментного аппарата у растений гороха и огурца на характер линейчатости спектра в красной области ФАР (50 Вт/м2), которая не оказывала ингибирующего воздействия на исследуемые растения. В то же время красный свет той же интенсивности, но с более резко выраженной структурой линейчатого спектра (две резонансные линии на длинах волн 640 нм и 680 нм) вызывает ингибирующий эффект у растений огурца вплоть до летального исхода (Тихомиров и др., 1991). Это подтверждает необходимость учета количества, интенсивности и расположения резонансных линий в используемых спектрах ФАР.

Изложенный материал показывает, что проблема оптимизации структуры линейчатого спектра не имеет однозначного решения и сильно зависит от выбранных световых режимов культивирования растений. Тем не менее есть основания полагать, что оптимально расположенные резонансные линии в спектре излучения растениеводческих ламп могут существенно повысить их фотобиологическую эффективность.

В качестве резюме можно отметить, что выявлена различная реакция фотосинтетического аппарата растений, выращенных на красном свету низкой освещенности на сплошной и линейчатый спектр излучения. Линейчатость спектра сказывалась на концентрации реакционных центров ФС I и соотношении Хл (а+b)/Р700 в листьях всех исследованных видов растении. Однако тенденция к изменению как концентрации реакционных центров ФС I, так и соотношения между хлорофиллами и Р700 у гороха и салата была более ярко выражена по сравнению с огурцом и перцем. Различная линейчатость спектра излучения ламп не влияла на характеристики, имеющие отношение к метаболизму растительной клетки в целом, и параметры, характеризующие функционирование отдельных звеньев фотосинтетического аппарата.

2.3. Изучение корреляции между ростовыми процессами  высших растений и концентрацией реакционных центров  фотосистемы I   Как уже отмечалось, в исследованиях по длительному выращиванию растений в потоках ФАР различного спектра можно отметить специфику в процессах роста и развития растений разных видов (Тихомиров и др., 1987;

Карначук, 1989). Особенно четко это проявляется при выращивании растений в лучах отдельных спектральных областей ФАР (Тихомиров и др., 1991). При длительном воздействии излучения синей области спектра на растения они не гибнут, хотя и могут в ряде случаев иметь аномалии в ростовых процессах. Длительное воздействие излучения красной области спектра на растения некоторых видов приводит к функциональному нарушению в фотосинтетическом аппарате и даже гибели растений (Тихомиров и др., 1991).

В экспериментах с растениями томатов, подсолнечника и огурца было показано, что эти культуры обладают различной устойчивостью к длительному воздействию красного света. Более устойчивы растения томатов, менее – растения огурца (Тихомиров и др., 1991). Проявление видовой специфики реакции растений на красный свет возможно как на уровне первичных процессов фотосинтеза, так и на более высоких уровнях организации фотосинтетического аппарата. Но если о влиянии длительного воздействия красного света на продуктивность и видимый фотосинтез растений с различной устойчивостью к красному свету, хотя и в недостаточном количестве, данные имеются (Тихомиров, 1994; Tikhomirov, 1996), то об особенностях дыхания растений в этих условиях данных практически нет. В то же время показана важная роль дыхания в донорно-акцепторной системе растений (Головко, Семихатова, 1980; Головко, 1985) и установлено (Семихатова, 1990, 1995), что необходимость приспособления растений к новым условиям среды является причиной как дополнительных затрат энергии, так и более или менее длительного снижения энергетической эффективности дыхательных затрат.

Можно предположить, что величина повреждения, или степень устойчивости растений к действию красного света, определяется их энергетическими возможностями, зависящими, в свою очередь, от эффективности работы фотосинтетического аппарата.

В качестве объектов исследования были взяты растения томатов (Lycopersicon esculentum Mill) сорта Пламя, устойчивые к длительному воздействию красных лучей, растения подсолнечника (Helianthus annuus L.) сорта Енисей, у которых красный свет вызывает повреждение фотосинтетического аппарата, но не приводит к летальному исходу, и растения огурца (Cucumis sativus L.) сорта ТСХА, погибающие при длительном пребывании на красном свету (Тихомиров и др., 1991).

Уровни освещенности ФАР в опыте и контроле составляли 115±10 Вт/м2. Контролем служило излучение ламп ДРИ-2000-6 (Россия).

В двух опытных вариантах использовали излучение красной (600–700 нм) области ФАР с различной структурой линейчатого спектра. В первом варианте красный свет выделяли из лучистого потока лампы ДРИ-2000- с помощью фильтров КС-10. В этом случае основные резонансные линии излучения соответствовали длинам волн 620 и 670 нм (Протасова и др., 1990). Во втором варианте красный свет получали при фильтрации с помощью указанного выше фильтра излучения экспериментальных ртутнолитиевых ламп, изготовленных во Всероссийском научно-исследовательском светотехническом институте (Тихомиров и др., 1991). Полученный таким образом красный свет имел линейчатую структуру с основной резонансной линией на длине волны = 670 нм (Тихомиров и др., 1991). Уменьшение количества резонансных линий в линейчатом спектре длинноволновой области ФАР может способствовать в ряде случаев более раннему световому насыщению некоторых фотобиологических процессов и усилению стимулирующего или ингибирующего влияния на фотосинтетический аппарат растений (Тихомиров и др., 1991). В этой связи и были введены два опытных варианта для оценки фотосинтетических и дыхательных процессов на красном свету с учетом различной структуры линейчатого спектра.

Из табл. 2.16 видно, что наиболее неблагоприятным для всех исследованных культур является красный свет ртутно-литиевых ламп (вариант 2). Даже у томатов, у которых на красном свету ламп ДРИ 2000-6 наблюдали стимуляцию ростовых процессов по сравнению с белым светом, при использовании красного света ртутно-литиевых ламп происходило уменьшение биомассы в 1.8 раза в сравнении с белым светом (табл. 2.17).

Составляющие СО2-газообмена растений, выращенных на белом и красном свету (мг СО 2 /ч·г сухой массы) Культура Рвид Rсвет Рфакт Rтемн Рвид/Rсвет Rтемн/Рвид Рвид/Rсвет Примечание: *Световые варианты: контроль – белый свет ламп ДРИ-2000-6; вариант 1 – красный свет, выделенный из излучения ламп ДРИ-2000-6; вариант 2 – красный свет, выделенный из излучения ртутно-литиевых ламп.

Выращивание растений подсолнечника и огурца на красном свету, выделенном из излучения ламп ДРИ-2000-6, приводило к уменьшению биомассы растений по сравнению с контролем, но не столь значительному, как при выращивании на красном свету, выделенном из спектра излучения экспериментальных металло-галогенных ламп.

Из-за значительных отличий биомассы одновозрастных растений в разных спектральных вариантах сравнение их функциональной активности целесообразно проводить на грамм биомассы. В качестве показателя функциональной активности растений был выбран СО2-газообмен.

Влияние излучения ФАР на накопление сухого вещества растений, имеющих различную устойчивость к длительному воздействию *См. примечание к табл. 2. Видовая специфика реакции на красный свет проявляется не столько в интенсивности фактического фотосинтеза (хотя отличия в величине этого показателя имеются), сколько в интенсивности окислительных процессов на свету и в темноте (табл. 2.16) и количестве свободных ассимилятов (табл. 2.18, 2.19) у растений с различной устойчивостью к длительному воздействию красного света. При этом у томатов просматривается прямая связь между величиной темнового дыхания и наличием свободных ассимилятов, что присуще молодым растениям при неповреждающих внешних воздействиях (Молдау, 1984; Головко, Лавриненко, 1991). У томатов за 8-часовой темновой период во втором варианте было израсходовано 5.2 % ассимилятов, запасенных за 16-часовой световой период (в контроле – 36.8 %). У подсолнечника доля ассимилятов, использованных при дыхании в темновой период, составляла во втором варианте 7.9 % против 15 % в контроле. У огурца, напротив, доля ассимилятов, израсходованных за 8-часовой темновой период, составила 33 % во втором варианте и 14 % в контроле.

Биохимический состав растений, выросших на белом и красном свету под излучением лампы ДРИ-2000-6 (% на сухое вещество)

ТОМАТЫ

Азот восстановленный 2.940.23 1.910.14 3.030.23 2.110. Водорастворимые сахара 2.540.23 12.51.0 3.080.23 10.30.

ПОДСОЛНЕ ЧНИК

Азот восстановленный 3.250.25 1.340.10 3.440.25 2.560. Водорастворимые сахара 6.100.50 32.02.6 2.700.22 14.81.

ОГУРЕ Ц

Азот восстановленный 3.590.25 3.310.25 4.120,38 3.200. Водорастворимые сахара 2.080.20 6.580.50 1.700.13 1.910. Биохимический состав растений, выросших на белом свету под излучением лампы ДРИ-2000-6 и красном – под ртутно-литиевой лампой

ТОМАТЫ

Азот восстановленный 2.940.23 1.910.14 4.200.30 3.420. Водорастворимые сахара 2.540.23 12.531.00 2.320.16 2.010.

ПОДСОЛНЕЧНИК

Азот восстановленный 3.250.25 1.340.10 4.170.32 3.230. Водорастворимые сахара 6.100.50 32.02.6 2.010.20 11.30.

ОГУР ЕЦ

Азот восстановленный 3.590.25 3.310.25 2.800.22 2.450. Водорастворимые сахара 2.080.20 6.580.50 1.130.11 0.450. Увеличение фотосинтеза в расчете на 1 г сухого вещества у исследуемых растений во втором варианте происходило на фоне уменьшения содержания фотосинтетических пигментов (табл. 2.20–2.22). Необходимо отметить, что у огурца примерно половина площади листовых пластинок на красном свету была лишена хлорофилла, в таблице же приведены данные по содержанию пигментов в расчете на 1 дм2 относительно неповрежденной поверхности. Таким образом, в расчете на реальную площадь листьев огурца количество пигментов должно быть значительно ниже.

Из таблиц видно, что в листьях растений томатов, подсолнечника и огурца содержание хлорофилла а на красном свету примерно на 20, 42, 46 % (вариант 1) и 50 % (вариант 2) меньше, чем на белом. В то же время уменьшение хлорофилла b у томатов, подсолнечника составило 16, 32 и 56, 25 % соответственно, т. е. наблюдается как бы обратная связь со степенью устойчивости растений к красному свету. У растений огурца наблюдали увеличение содержания хлорофилла b (вариант 1) и уменьшение (вариант 2) на 17 % (табл. 2.22).



Pages:   || 2 | 3 |
 
Похожие работы:

«Министерство образования и науки Российской Федерации Владивостокский государственный университет экономики и сервиса _ Л.А. НИКОЛАЕВА О.В. ЛАЙЧУК ФОРМИРОВАНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИНФОРМАЦИОННОГО СЕКТОРА ЭКОНОМИКИ И ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ ЕГО ПОТЕНЦИАЛА Монография Владивосток Издательство ВГУЭС 2007 ББК 65.01 Н 62 Рецензенты: А.И. Латкин, д-р экон. наук, профессор (ВГУЭС); В.А. Останин, д-р экон. наук, профессор (ДВГУ) Николаева Л.А., Лайчук О.В. Н 62 ФОРМИРОВАНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИНФОРМАЦИОННОГО СЕКТОРА...»

«Электронное научное издание Альманах Пространство и Время. Т. 3. Вып. 2 • 2013 Electronic Scientific Edition Almanac Space and Time Elektronische wissenschaftliche Auflage Almabtrieb ‘Raum und Zeit‘ Теории, концепции, парадигмы Theories, Conceptions, Paradigms / Theorien, Konzeptionen, Paradigmen УДК 16:008 Сорина Г.В. Методология логико-культурной доминанты: психологизм, антипсихологизм, субъект Сорина Галина Вениаминовна, доктор философских наук, профессор философского факультета МГУ имени...»

«МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОУ ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИКСОДОВЫЕ К Л Е Щ Е В Ы Е ИНФЕКЦИИ В ПРАКТИКЕ УЧАСТКОВОГО ВРАЧА Иркутск - 2007 1 МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ MINISTRY OF PUBLIC HEALTH AND SOCIAL DEVELOPMENT OF RUSSIAN FEDERATION IRKUTSK STAT MEDICAL UNIVERSITI I.V. MALOV V.A. BORISOV A.K. TARBEEV...»

«Министерство образования Российской Федерации САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Ю.Б. Колесов Объектно-ориентированное моделирование сложных динамических систем Санкт-Петербург Издательство СПбГПУ 2004 УДК 681.3 Колесов Ю.Б. Объектно-ориентированное моделирование сложных динамических систем. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2004. 240 с. В монографии рассматривается проблема создания многокомпонентных гибридных моделей с использованием связей общего вида. Такие компьютерные...»

«АННОТИРОВАННЫЙ КАТАЛОГ ПЕЧАТНЫХ ИЗДАНИЙ Новосибирск СГГА 2009 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОУ ВПО СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ АННОТИРОВАННЫЙ КАТАЛОГ ПЕЧАТНЫХ ИЗДАНИЙ Новосибирск СГГА 2009 УДК 378(06) А68 Составитель: ведущий редактор РИО СГГА Л.Н. Шилова А68 Аннотированный каталог печатных изданий. – Новосибирск: СГГА, 2009. – 114 с. В аннотированном каталоге представлены издания, вышедшие в Сибирской...»

«  Предисловие 1 НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ ИНСТИТУТ ПОЛИТИЧЕСКИХ И ЭТНОНАЦИОНАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ИМ. И.Ф. КУРАСА Николай Михальченко УКРАИНСКАЯ РЕГИОНАЛЬНАЯ ЦИВИЛИЗАЦИЯ: ПРОШЛОЕ, НАСТОЯЩЕЕ, БУДУЩЕЕ Монография Киев – 2013   Михальченко Николай. Украинская регинональная цивилизация 2 УДК 94:323.174 (470+477) ББК 65.9 (4 Укр) М 69 Рекомендовано к печати ученым советом Института политических и этнонациональных исследований имени И.Ф. Кураса НАН Украины (протокол № 3 от 28 марта 2013 г.)...»

«Н.Г. БАРАНЕЦ, А.Б. ВЕРЁВКИН МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЕ СОЗНАНИЕ РОССИЙСКИХ УЧЁНЫХ В XIX - НАЧАЛЕ XX ВЕКА Ульяновск 2011 1 УДК 008 (091)+32.001 ББК 80+60.22.1 г, 87.4 г. Работа поддерживалась грантом РГНФ (№ 11-13-73003а/В) и ФЦП Министерства образования и науки РФ Научные и научнопедагогические кадры инновационной России на 20092013. Рецензенты: доктор философских наук, профессор В.А. Бажанов доктор философских наук, профессор А.А. Тихонов Баранец Н.Г., Верёвкин А.Б. МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЕ СОЗНАНИЕ РОССИЙСКИХ...»

«Федеральное агентство по образованию Тверской государственный технический университет ТОРФЯНЫЕ РЕСУРСЫ ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ Рациональное использование и охрана Монография Издание первое Тверь 2006 2 УДК 504.062 Миронов, В.А. Торфяные ресурсы Тверской области (рациональное использование и охрана) [Текст]: монография / В.А. Миронов, Ю.Н. Женихов, В.И. Суворов, В.В. Панов. Тверь: ТГТУ, 2006. 72 с. В монографии приводятся сведения об образовании и распределении торфяных болот на территории Центра...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации ФГБОУ ВПО Сочинский государственный университет Филиал ФГБОУ ВПО Сочинский государственный университет в г.Нижний Новгород Нижегородской области Факультет Туризма и физической культуры Кафедра адаптивной физической культуры Фомичева Е. Н. КОРРЕКЦИОННО-ВОСПИТАТЕЛЬНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПЕДАГОГОВ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ С ЛИЦАМИ, ИМЕЮЩИМИ ОТКЛОНЕНИЯ В ПОВЕДЕНИИ МОНОГРАФИЯ Второе издание, переработанное и дополненное Нижний Новгород 2012 1 ББК 88.53 Р...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ В. Л. Чечулин, В. С. Леготкин, В. Р. Ахмаров Модели безынфляционности экономики: произведённая инфляция и вывоз капитала Монография Пермь 2013 УДК 330; 519.7 ББК 65; 22.1 Ч 57 Чечулин В. Л., Леготкин В. С., Ахмаров В. Р. Модели безынфляционности экономики: произведённая...»

«MINISTRY OF NATURAL RESOURCES RUSSIAN FEDERATION FEDERAL CONTROL SERVICE IN SPHERE OF NATURE USE OF RUSSIA STATE NATURE BIOSPHERE ZAPOVEDNIK “KHANKAISKY” VERTEBRATES OF ZAPOVEDNIK “KHANKAISKY” AND PRIKHANKAYSKAYA LOWLAND VLADIVOSTOK 2006 МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО НАДЗОРУ В СФЕРЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ БИОСФЕРНЫЙ ЗАПОВЕДНИК ХАНКАЙСКИЙ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию РФ Владивостокский государственный университет экономики и сервиса А.Б. ВОЛЫНЧУК РОССИЯ В ПРИАМУРЬЕ – ГЕОПОЛИТИЧЕСКИЕ ИНТЕРЕСЫ ИЛИ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ НЕОБХОДИМОСТЬ Монография Владивосток Издательство ВГУЭС 2009 ББК 66.2 В 62 Рецензенты: М.Ю. Шинковский, д-р полит. наук (Владивостокский государственный университет экономики и сервиса); С.К. Песцов, д-р полит. наук (Дальневосточный государственный технический...»

«Аронов Д.В. ЗАКОНОТВОРЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ РОССИЙСКИХ ЛИБЕРАЛОВ В ГОСУДАРСТВЕННОЙ ДУМЕ (1906-1917 гг.) Москва 2005 2 УДК 342.537(470)19+94(47).83 ББК 67.400 + 63.3(2)53-52 А 79 Рекомендовано к печати кафедрой истории России Орловского государственного университета Научный редактор д.и.н., профессор, Академик РАЕН В.В. Шелохаев Рецензенты: д.и.н., профессор С.Т. Минаков д.и.н., профессор С.В. Фефелов Аронов Д.В. А 79 Законотворческая деятельность российских либералов в Государственной думе...»

«Ф. X. ВАЛЕЕВ Г. Ф. ВАЛЕЕВА-СУЛЕЙМАНОВА ДРЕВНЕЕ ИСКУССТВО ТАТАРИИ Ф. X. ВАЛЕЕВ, Г. Ф. ВАЛЕЕВА-СУЛЕЙМАНОВА ДРЕВНЕЕ ИСКУССТВО ТАТАРИИ КАЗАНЬ. ТАТАРСКОЕ КНИЖНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО. 1987 ББК 85(2Р-Тат) В15 © Татарское книжное издательство, 1987. ВВЕДЕНИЕ Представленная вашему вниманию работа открывает новую страницу в обобщающем исследовании истории искусства Татарии. Ее появлению предшествовали серия монографических исследований, главы в нескольких коллективных монографиях, а также около сотни статей,...»

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В. Ломоносова Факультет педагогического образования А.В. Боровских, Н.Х. Розов ДЕЯТЕЛЬНОСТНЫЕ ПРИНЦИПЫ В ПЕДАГОГИКЕ И ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ЛОГИКА Рекомендовано к печати УМС по педагогическому университетскому образованию УМО по классическому университетскому образованию в качестве пособия для системы профессионального педагогического образования, переподготовки и повышения квалификации научно-педагогических кадров. МАКС Пресс МОСКВА – 2010 УДК 378 ББК...»

«Камчатский государственный технический университет Профессорский клуб ЮНЕСКО (г. Владивосток) Е.К. Борисов, С.Г. Алимов, А.Г. Усов Л.Г. Лысак, Т.В. Крылова, Е.А. Степанова ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ДИНАМИКА СООРУЖЕНИЙ. МОНИТОРИНГ ТРАНСПОРТНОЙ ВИБРАЦИИ Петропавловск-Камчатский 2007 УДК 624.131.551.4+699.841:519.246 ББК 38.58+38.112 Б82 Рецензенты: И.Б. Друзь, доктор технических наук, профессор Н.В. Земляная, доктор технических наук, профессор В.В. Юдин, доктор физико-математических наук, профессор,...»

«Барановский А.В. Механизмы экологической сегрегации домового и полевого воробьев Рязань, 2010 0 УДК 581.145:581.162 ББК Барановский А.В. Механизмы экологической сегрегации домового и полевого воробьев. Монография. – Рязань. 2010. - 192 с. ISBN - 978-5-904221-09-6 В монографии обобщены данные многолетних исследований автора, посвященных экологии и поведению домового и полевого воробьев рассмотрены актуальные вопросы питания, пространственного распределения, динамики численности, биоценотических...»

«ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ МЕДИЦИНА Монография Том III Под редакцией А.А. Хадарцева, Б.Л. Винокурова, С.Н. Гонтарева Тула – Белгород, 2010 УДК 616-003.9 Восстановительная медицина: Монография / Под ред. А.А. Хадарцева, Б.Л. Винокурова, С.Н. Гонтарева.– Тула: Изд-во ТулГУ – Белгород: ЗАО Белгородская областная типография, 2010.– Т. III.– 296 с. Авторский коллектив: акад. ЕАЕН, Засл. деятель науки РФ, д.м.н., д.э.н., проф. Винокуров Б.Л.; акад. РАЕН, Засл. деятель науки РФ, д.б.н., д.физ.-мат.н., проф....»

«Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО Белгородский государственный унивесрситет В.А. Черкасов ДЕРЖАВИН И ЕГО СОВРЕМЕННИКИ ГЛАЗАМИ ХОДАСЕВИЧА Монография Белгород 2009 УДК 82.091.161.1 ББК 83.3(2=Рус) Ч-48 Печатается по решению редакционно-издательского совета Белгородского университета Рецензенты: доктор филологических наук И.С. Приходько; кандидат филологических наук Н.В. Бардыкова Черкасов В.А. Ч-48 Державин и его современники глазами Ходасевича / В.А. Черкасов: моногр. – Белгород:...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО Магнитогорский государственный университет Зеркина Елена Владимировна, Чусавитина Галина Николаевна Подготовка будущих учителей к превенции девиантного поведения школьников в сфере информационно-коммуникативных технологий Монография Рекомендована Фондом развития отечественного образования для использования в учебном процессе и переиздания для широкой научной общественности в России и за рубежом Магнитогорск 2008 ББК Ч 481.2 УДК...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.