Гомель
Gomel
Минск
Minsk
Минск
Minsk
С помощью амплитудно-импульсной модулированной флуориметрии, позволяющей оценить фотохимическую активность фотосистемы II (ФС II) по параметрам кинетической кривой индукции флуоресценции хлорофилла а (Хлa) in vivo, изучены механизмы действия токсичных органических соединений (ОС) — пентана, гексана, бензола, о-ксилола, бутилацетата и бенз(а)пирена) — на растения овсяницы тростниковой Festuca arundinacea Schreb., широко распространенной в городских условиях. Обнаружено зависящее от дозы и времени действия токсикантов снижение содержания гидрофобных мембраносвязанных хлорофилловых пигментов при одновременном накоплении в листьях бесфитольного продукта деградации Хл — хлорофиллида (Хд). Установлено, что эффективный квантовый выход фотохимических реакций ФС II снижается в основном при высоких дозах ОС; величина фотохимического тушения флуоресценции (qP) мало изменяется, а коэффициент нефотохимического тушения (qN) достоверно возрастает в разной степени в зависимости от вида и времени действия токсиканта. Обнаружена высокая отрицательная корреляционная взаимосвязь между величиной qN, характеризующей тепловую диссипацию поглощенной энергии, и содержанием мембраносвязанных фитольных хлорофилловых пигментов и каротиноидов. При этом изменения qN положительно коррелируют с содержанием Хд, образовавшегося при обработке ОС. Потребность в тепловой диссипации поглощенной энергии в результате действия ОС пропорциональна степени разрушения пигментного аппарата хлоропластов, что подтверждается положительной корреляцией между qN и содержанием Хд, обладающего фотодинамическим действием. Показано, что параметр qN может служить хорошим тестом на повреждающее действие токсичных техногенных ОС.
The mechanisms of action of toxic organic compounds (OС) (pentane, hexane, benzene, o-xylene, butyl acetate, and benzopyrene) on the reed fescue Festuca arundinacea Schreb., which is a common plant in the urban environment, were studied applying amplitude-pulse modulated fluorometry (PAM). To that end, the photochemical activity of photosystem II (PS II) was evaluated using the parameters of the kinetic curve of chlorophyll a (Chl a) fluorescence induction in vivo. A dose- and time-dependent reduction in the content of hydrophobic membrane-bound chlorophyll pigments was found along with simultaneous accumulation of chlorophyllide (Chldе), a phytol-free product of chlorophyll degradation, in the leaves. It was shown that the effective quantum yield of photochemical reactions of PS II (Y(II)) decreased mainly at high doses of toxic compounds, wherein the level of photochemical quenching of fluorescence (qP) did not change significantly. We found that the coefficient of non-photochemical quenching (qN) significantly increased to different degrees, depending on the type of the toxicant and time of its exposure. A high negative correlation was observed between changes in qN, which characterizes the thermal dissipation of the absorbed energy, and the content of membrane-bound phytol chlorophyll pigments and carotenoids. On the other hand, changes in qN positively correlated with the content of Chldе formed during the OC processing. It leads us to the conclusion that the thermal dissipation of the absorbed energy as a result of the action of OC is proportional to the degree of destruction of the pigment apparatus of chloroplasts. This is confirmed by a positive correlation between the value of qN and the content of Chldе possessing a photodynamic effect. Thus, the qN parameter can serve as a reliable test for the damaging effect of various toxic technogenic factors.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.