

Оценка интенсивности фотосинтеза и транспирации проростков Hordeum Vulgare L. разного возраста при тепловом стрессе с использованием инфракрасной спектроскопии
Аннотация
С использованием ИК-спектроскопии исследована интенсивность фотосинтеза и транспирации 4-, 7- и 11-дневных проростков Hordeum vulgare L. при воздействии повышенной температуры. С целью анализа механизмов, лежащих в основе их регуляции, оценены состояние устьичного аппарата и реальная температура первого листа данных проростков. Обнаружено, что тепловая обработка (40 oС, 3 ч, освещение 120 мкмоль квантов · м–2 · с–1) не влияла на нетто-фотосинтез и проводимость устьиц у активно растущих 4-дневных проростков Hordeum vulgare L. на фоне эффективного охлаждения листовой пластинки за счет активации транспирации. В полностью сформированном к 7-дневному возрасту первом листе в результате тепловой обработки ни функционирование устьичного аппарата, ни интенсивность транспирации не изменялись, в результате чего лист охлаждался в меньшей степени, чем в 4-дневных проростках, и нетто-фотосинтез подавлялся. В стареющем 11-дневном листе при тепловом стрессе проводимость устьиц как для водяного пара, так и для СО2 снижалась, что вызывало подавление транспирации и фотосинтетической активности на фоне существенного нагрева листа. Сделан вывод о различной реакции устьичного аппарата и транспирации на тепловое воздействие в проростках Hordeum vulgare L. разного возраста, направленной на поддержание наиболее эффективного баланса между охлаждением листовой пластинки и сохранением водного потенциала растений.
Список литературы
1. M. Janni, E. Maestri, M. Gullì, M. Marmiroli, N. Marmiroli. Front Plant Sci., 14 (2024) 1297569
2. A. Pareek, O. P. Dhankher, C. H. Foyer. J. Exp. Botany, 71, N 2 (2020) 451—456
3. S. Mathur, D. Agrawal, A. Jajoo. J. Photochem. Photobiol. B: Biology, 137 (2014) 116—126
4. Y. Niu, Y. Xiang. Front. Plant Sci., 9 (2018) 915
5. J.-D. Rochaix. Bioch. Biophys. Acta (BBA) – Bioenergetics, 1807, N 8 (2011) 878—888
6. M. Messant, A. Krieger-Liszkay, G. Shimakawa. Cells, 10, N 5 (2021) 1216
7. J. A. Bunce. Global Change Biology, 6, N 4 (2000) 371—382
8. J. Urban, M. W. Ingwers, M. A. McGuire, R. O. Teskey. J. Exp. Botany, 68, N 7 (2017) 1757—1767
9. K.-I. Kostaki, A. Coupel-Ledru, V. C. Bonnell, M. Gustavsson, P. Sun, F. J. McLaughlin, D. P. Fraser, D. H. McLachlan, A. M. Hetherington, A. N. Dodd, K. A. Franklin. Plant Physiol., 182, N 3 (2020) 1404—1419
10. E. Hamerlynck, A. K. Knapp. Tree Physiology, 16 (1996) 557—565
11. R. A. Duursma, C. V. M. Barton, Y.-S. Lin, B. E. Medlyn, D. Eamus, D. T. Tissue, D. S. Ellsworth, R. E. McMurtrie. Agricult. and Forest Meteorology, 189-190 (2014) 2—10
12. G. Huang, Y. Yang, L. Zhu, S. Peng, Y. Li. Agricult. and Forest Meteorology, 300 (2021) 108322
13. E. D. Schulze, O. L. Lange, L. Kappen, U. Buschbom, M. Evenari. Planta, 110 (1973) 29—42
14. M. Ameye, T. M. Wertin, I. Bauweraerts, M. A. McGuire, R. O. Teskey, K. Steppe. New Phytologist, 196 (2012) 448—461
15. J. E. Drake, M. G. Tjoelker, A. Varhammar, E. Medlyn Belinda, P. B. Reich, A. Leigh, S. Pfautsch, C. J. Blackman, R. López, M. J. Aspinwall. Global Change Biology, 24 (2018) 2390—2402
16. M. G. De Kauwe, B. E. Medlyn, A. J. Pitman, J. E. Drake, A. Ukkola, A. Griebel, E. Pendall, S. Prober, M. Roderick. Biogeosciences, 16 (2019) 903—916
17. C. Krich, M. D. Mahecha, M. Migliavacca, M. G. De Kauwe, A. Griebel, J. Runge, D. G. Miralles. Environ. Res. Lett., 17 (2022) 44013
18. X. Feng, R. Liu, C. Li, H. Zhang, M. Slot. Environ. Exp. Botany, 209 (2023) 105295
19. Y. Yamane, Y. Kashino, H. Koike, K. Satoh. Photosynth. Res., 57 (1998) 51—59
20. A. Rokka, E.-M. Aro, R. G. Herrmann, B. Andersson, A. V. Vener. Plant Physiol., 123 (2000) 1525—1535
21. M. Yoshioka, S. Uchida, H. Mori, K. Komayama, S. Ohira, N. Morita, T. Nakanishi, Y. Yamamoto. J. Biol. Chem., 281 (2006) 21660—21669
22. Y. Yamamoto. Front. Plant Sci., 7 (2016) 1136
23. T. Yamasaki, T. Yamakawa, Y. Yamane, H. Koike, K. Satoh, S. Katoh. Plant Physiol., 128 (2002) 1087—1097
24. Y. Marutani, Y. Yamauchi, Y. Kimura. Planta, 236 (2012) 753—761
25. N. Pshybytko, J. Kruk, L. Kabashnikova, K. Strzalka. Bioch. Biophys. Acta (BBA) – Bioenergetics, 1777, N 11 (2008) 1393—1399
26. N. Pshybytko, J. Kruk, E. Lysenko, K. Strzalka, V. Demidchik. Environ. Exp. Botany, 206 (2023) 105151
27. Н. Л. Пшибытко. Журн. прикл. спектр., 91 (2024)
28. S. J. Grafts-Brandner, R. D. Law. Planta, 212, N 1 (2000) 67—74
29. T. D. Sharkey. Plant Cell Environ., 28 (2005) 269—277
30. V. Demidchik. Environ. Exp. Botany, 109 (2015) 212—228
31. S. Fortunato, C. Lasorella, N. Dipierro, F. Vita, M. C. de Pinto. Antioxidants, 12 (2023) 605
32. R. Awasthi, K. Bhandari, H. Nayyar. Front. Environ. Sci., 3 (2015) 11
33. S. Mondal, S. Karmakar, D. Panda, K. Pramanik, B. Bose, R. K. Singhal. Plant Stress, 10 (2023) 100227
34. A. Wahid, S. Gelani, M. Ashraf, M. R. Foolad. Environ. Exp. Botany, 61, N 3 (2007) 199—223
35. N. Sade, M. del Mar Rubio-Wilhelmi, K. Umnajkitikorn, E. Blumwald. J. Exp. Botany, 69, N 4 (2018) 845—853
36. W. Guo, Y. Xing, X. Luo, F. Li, M. Ren, Y. Liang. Int. J. Mol. Sci., 24 (2023) 13052
37. X. W. Zhang, J. P. Li, A. L. Liu, J. Zou, X. Zhou, J. Xiang, W. Rerksiri, Y. Peng, X. Xiong, X. Chenet. PloS One, 7, N 11 (2012) 49652
38. D. E. Marias, F. C. Meinzer, C. Still. Trees, 31, N 3 (2017) 1091—1099
39. A. Kanojia, S. Gupta, M. Benina, A. R. Fernie, B. Mueller-Roeber, T. Gechev, P. P. Dijkwel. J. Exp. Botany, 71, N 20 (2020) 6340—6354
40. Q. Xiang, B. Rathinasabapathi. AoB Plants, 21, N 4 (2022) plac024, doi: 10.1093/aobpla/plac024
41. П. Ф. Рокицкий. Биологическая статистика, Минск, Вышэйшая школа (1973)
42. W. Sadok, J. R. Lopez, K. P. Smith. Plant Cell Environ., 44 (2021) 2102—2116
43. L. N. Kalituho, N. L. Pshybytko, L. F. Kabashnikova, P. Jahns. Bulg. J. Plant Physiol., Special issue (2003) 281—289
44. C. Scholes, S. Kentish, G. Stevens. Recent Patents on Chemical Engineering, 1 (2008) 52—66
45. H. M. Rawson, J. H. Hindmarsh, R. A. Fischer, Y. M. Stockman. Aust. J. Plant Physiol., 10 (1983) 503—514
46. N. L. Pshibytko, L. N. Kalitukho, N. B. Zhavoronkova, L. F. Kabashnikova. Russ. J. Plant Physiol., 51 (2004) 15—20
47. A. L. Fredeen, R. F. Sage. Trees Struct. Func., 141 (1999) 161—168
48. S. Matzner, J. Comstock. Plant Cell Environ., 24 (2001) 1299—1307
49. L. Sack, N. M. Holbrook. Annu. Rev. Plant Biol., 57 (2006) 361—381
50. Z. Yang, T. R. Sinclair, M. Zhu, C. D. Messina, M. Cooper, G. L. Hammerd. Environ. Exp. Botany, 78 (2012) 157—162
51. W. Sadok, J. R. Lopez, K. P. Smith. Plant Cell Environ., 44 (2021) 2102—2116
52. Q. Li, Z. J. Yao, H. Mi. Front. Plant Science, 7 (2016) 285
53. Н. Л. Пшибытко. Журн. прикл. спектр., 91 (2024) 877—884
Рецензия
Для цитирования:
Пшибытко Н.Л. Оценка интенсивности фотосинтеза и транспирации проростков Hordeum Vulgare L. разного возраста при тепловом стрессе с использованием инфракрасной спектроскопии. Журнал прикладной спектроскопии. 2025;92(4):524-532.
For citation:
Pshybytko N.L. Assessment of Photosynthesis and Transpiration in Hordeum Vulgare L. Seedlings of Different Ages Under Heat Stress Using Infrared Spectroscopy. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2025;92(4):524-532. (In Russ.)