Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Фототрофный метаболизм углерода у растений с разным уровнем организации фотосинтетического аппарата

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Фототрофный метаболизм углерода у растений с разным уровнем организации фотосинтетического аппарата"

АКАДЕМИЯ НАУК СССР

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ РАСТЕНИЙ им. К.А.ТИМИРЯЗЕВА

ФОТОТРОФНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕРОДА У РАСТЕНИЙ С РАЗНЫМ УРОШЕМ ОРГАНИЗАЦИИ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОГО АППАРАТА

03.00.12 - физиология растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

На правах рукописи

БИЛЬ КАР! ЯКОВЛЕВИЧ

УДК 581.132

МОСКВА 1989

Работа, выполнена, в Институте почвоведения и фотосинтеза АН СССР, г.Пущино

Официальное оппоненту:

академик АН СССР, профессор А.Т.Мокроносов академик АН Тадж.ССР, профессор Ю.С.Наскров доктор биологических наук Ю.В.Гамалей

Ведущая организация: Ленинградский государственный университет

Защита состоится "_"_ 1989 г. е _ час

на заседании специализированного совета Д 002.45.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора биологических наук при Институте физиологии растений им. К.А.Тимирязева АН СССР (127276, Москва, Ботаническая ул., 35).

Автореферат разослан "_"_ 1989 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат биологических наук

Ю.В.БАЛНОКИН

| .... ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ ... *

Актуальность проблемы. Познание механизмов устойчивости и цаптации фотосинтетического аппарата к меняющимся условиям эст обитания растений является одной из важнейших проблем сов-эменной биологии. Ее решение позволит установить общие законо-зрности регуляции фотосинтеза, выявить направляющие критерии га выведения сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, тособных в определенных экологических регионах максимально ис-зльзоЕать факторы среды, сыграет важную роль в разработке наших основ рационального использования природных ресурсов, оп-шизации и охраны окружающей среды, прогнозирований экологиче-(ой обстановки, а также будет способствовать выявлению связи :жду. структурной организацией живой системы и комплексом ее гнкццональных свойств. С конца 50-х годов по проблеме "Основы фвичной фотосинтетической продуктивности растений" исследова-[я ведутся в основном по двум направлениям: изучается фотосин-;тическая деятельность в агрофитоценозах, как основа формирова-и величины и качества урожая (Ничипорович, 1982); выясняются :олого-физиологические основы фотосинтетической деятельности и юдукционного процесса (Заленский, 1977; Мокроносов, 1981 и

). В своей работе мы ориентировались главным образом на втом направлении, которое начало усиленно развиваться с середины -х годов в связи с открытием механизма С^-фотосинтеза. Акту-ьность теми диссертационной работы определяется экологической жностью проблемы адаптации растений к факторам среды и слабой ученностью. путей и механизмов, обеспечивающих работу фотосин-тического аппарата в экстремальных условиях.

Цель и задачи исследования. Основной целью исследований илось изучение организации фотосинтетического аппарата у рас-ний разных таксономических групп, эволюционно адаптированных высокой степени засоления, и определение возможности направ-нной регуляции реакций фотосинтетического углеродного метабо-зма и общей продуктивности. Для выявления поставленной цели эбходимо было, решить следующие задачи:

- определить основные характеристики фотосинтетического карата, обеспечивающие функционирование механизма С^-фотосин-за;

- выяснить механизм взаимосвязи' и регуляции структурной ^анизации мембран тилакоидов хлоропластов, их функциональной ривности и направленности реакций углеродного метаболизма эастений с разными типами фотосинтеза;

- изучить особенности фотосинтетического аппарата растительных объектов, обитающих в экологических регионах, контрастных по водообеспеченности и уровню засоления: С^-ксерофиты,эди-фикаторы аридных пустьиь, пресноводные и морские водоросли, модельные биологические системы;

- систематизировать возможные типы взаимосвязи метаболизм; С^-дикарбоновых кислот и пентозофосфатного восстановительного цикла у растений с разным уровнем организации фотосинтетического аппарата и оценить их функциональную значимость, как адаптивных перестроек в ответ на действие аридного климата и засоления.

Основные положения, выносимые на защиту:

- функционирование С3-, С^- и CAM-циклов в одном фотосин-тезирующем органе, обеспечивающее круглосуточную ассимиляцию COg может осуществляться только на базе трех типов кооператив» взаимодействующих автотрофных тканей. Механизм С^-САМ-фотосин-теза является наиболее поздним адаптационным шагом развития С^ биохимических "надстроек" к пентозофосфатному восстановительно му циклу в ответ на действие аридных факторов;

- необходимым условием формирования С^-фотосинтеза являет ся наличие в фотосинтетическом аппарате диморфных автотрофных тканей, кооперативно взаимодействующих между собой. Реализация адаптивных потенций высокой активности реакций ФЕП-карбоксили-рования и их взаимосвязи с циклом Бенсона-Кальвина у раститель ных объектов, не обладающих специализированными автотрофными тканями, приводит к созданию других метаболических путей углерода в фотосинтезе;

-организация пигмент-белковых комплексов мембран хлороплас тов зеленых растений носит универсальный характер. Наиболее ла бильным звеном является хлорофилл-белковый комплекс фотосистемы 2, образование и распад которого регулируется потребностью фотосинтетического углеродного метаболизма в энергетических эк Бивалентах.

Научная новизна работы. В диссертации систематизированы и обобщены пути взаимосвязи углеродного метаболизма и структурно организации фотосинтетического аппарата у растений разных таксономических групп и контрастных экологических регионов. Оцене на функциональная значимость адаптивных перестроек в биохимии структуре фотосинтетического аппарата в ответ на действие арщ] ного климата и засоления. Впервые обнаружен и описан механизм круглосуточной ассимиляции С02 на основе кооперации С3-, С4- и

АМ-циклов, пространственно размещенных в трех типах аЕтотроф-ых тканей фотосинтезирующего органа. Приведены доказательства, го С^-САМ-фотосинтез является наиболее поздним адаптационным агом развития С^-биохимических "надстроек" к циклу Бенсона-альвина в ответ на действие аридного фактора. Установлено, что ля формирования С^-фотосинтеза необходимым условием является рисутствие в фотосинтезирующем органе диморфных фототрофных каней, способных к кооперативному взаимодействию между собой, еализация адаптивных потенций высокой активности реакций р-арбоксилирования и их взаимосвязи с пентозофосфатным восстано-ительным циклом у растений без специализированных автотрофных каней приводит к созданию других метаболических путей углерода фотосинтезе, типы которис изучены и классифицированы. Показа-а возможность регуляции направленности реакций С^-фотосинтеза Еыяснен механизм взаимозависимости фотосинтетического угле-одного метаболизма и структурно-функциональных характеристик лоропластов в отЕет на действие факторов среды или онтогенеза изучена его зависимость от генотипических особенностей расте-ия. Предложена и экспериментально подтверждена универсальная ля зеленых растений схема распределения хлорофилла в пигмент-елковнх комплексах фотосистем и исследована зависимость их борки и распада от потребности растительного организма в энер-етических эквивалентах.

Практическая значимость. Примененный в диссертации методо-:огический подход может быть использоеэн при решении проблем вправленных фотобиосинтезов и в исследованиях по экологии и иохимии фотосинтеза. Полученные данные расширяют и углубляют нания об универсальных и Еидоспецифичных свойствах фотосинте-ического аппарата, механизмах регуляции фотосинтеза и эволюци-'нных этапах его развития. Разработанные частные и общие схемы >егуляции фотосинтеза у растений с разным уровнем организации ютосинтетического аппарата могут служить критериями в селекци-«но-генетических исследованиях и при решении прикладных задач >астениеЕодства. Результаты диссертации способствовали расшиф-говке последовательности реакций фотосинтеза и их компартмента-мзации у С^- и С^-САМ-растений. Установлена принципиальная юзможность и предложена биохимическая модель регуляции фото-¡интеза и биомассы растений путем изменения интенсивности света [ условий минерального питания. Полученные данные свидетельст-¡уют об организующей роли плазмодесменных связей мевду авто-"рофными клетками для эффективного функционирования фотосинтеза

у высших растений, что является важной информацией для работ с суспензионными фототрофными культурами. Разработанные методические приемы и подходы находят применение в исследованиях по оптической и электронной гистохимии, биохимии углеродного метаболизма и экологической физиологии фотосинтеза. Многие из полученных результатов вошли в курс лекций по физиологии, биохимш

I •

и анатомии растений, читаемых в ряде ВУЗов.

Апробация работы. Основные материалы диссертации докладывались и обсуждались на Ш Международном ботаническом конгресс! (Ленинград, 1975), У1 Национальной конференции по физиологии растений (София, 1978), Международном симпозиуме стран членов СЭВ "Исследование биогенеза, структуры и функций фотосинтетического аппарата в связи с преобразованием солнечной энергии"(Пу-щино, 1981), Международном симпозиуме "Регуляция метаболизма первичных и вторичных продуктов фотосинтеза" (Москва, 1983), Ш Международном симпозиуме стран членов СЭВ "Фиксация С0£ и фотосинтетическая продуктивность растений" (София, 1984), У Всесоюзном семинаре "Методы исследования фотосинтетического транспорта электронов" (Пущино, 1973), научно-технических конференциях "Орошаемое земледелие и овощеводство" (Кишинев, 1970;1972), II Всесоюзной конференции "Биохимические и биофизические механизмы транспорта веществ у растений и его регуляция" (Горький, 1978), Ш и 1У Всесоюзных симпозиумах "Электронная микроскопия в ботанических исследованиях" (Петрозаводск, 1974; Рига, 1978), Всесоюзном совещании "Энергетика, метаболические пути и их регуляция в фотосинтезе" (Пущино, 1981), I Всесоюзном биофизическом съезде (Москва, 1982), 1У, У и У1 Всесоюзных симпозиумах по ультраструктуре растений (Кишинев, 1982; 1983; Киев, 1988), Всесоюзной конференции "Фотосинтетическое выделение кислорода" (Пущино, 1983), Всесоюзном совещании "Фотосинтетический метаболизм и его регуляция" (Чернигов, 1983), II Всесоюзном совещании "Физиолого-биохимические основы повышения продуктивности кукурузы" (Днепропетровск, 1984), Всесоюзном научно-производственном совещании по применению оптического излучения в сельскохозяйственном производстве при выполнении продовольственной программы (Львов, 1984), Всесоюзном симпозиуме "Связь метаболизма углерода и азота при фотосинтезе" (Пущино, 1985), Всесоюзном совещании с участием иностранных ученых "Кинетика фотосинтетического метаболизма углерода в Сд-растениях" (Таллин, 1983), Московской конференции "Современные проблемы биохимии и физико-химической биологии" (Москва, 1983), Всесоюзной научной конференции по комплексному изучению и освоению пустынь СССР (Ашха-6

ад, 1986), Съезде биохимиков Средней Азии и Казахстана (Ашха-ад, 1986), У Всесоюзной конференции "Природные ресурсы пустынь пути их освоения" (Ашхабад, 1986), Всесоюзном совещании "Эко-эгия и биологическая продуктивность Баренцева моря" (Мурманск, Э86), 2 постоянно действующем научном семинаре "Проблемы прик-адной физиологии растений" (ВИР, Ленинград, 1987), УШ делегат-ком съезде Всесоюзного ботанического общества (Алма-Ата, 1988), энференции "Физиологические и экологические аспекты эволюции :ноенкх жизненных форм покрытосеменных" (Ереван, 1988), Всесо-зной конференции "Почвенно-агрохимические и экологические про-гсемы формирования высокопродуктивных агроценозов" (Пущино, Э88), а также на других всесоюзных и региональных конференциях з морской биологии и физиологии растений.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 103 работы.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 477 стра-щах (без списка цитируемой литературы), из них 274 страницы •шмнописного текста, иллюстрирована ИЗ рисунками и 72 табли-ами. В список цитируемой литературы включены 586 названий (из IX 348 иностранных).

Основное содержание диссертационной работы изложено в 6 швах и общем заключении. В кратком литературном введении опи-шо разнообразие путей ассимиляции С0<> у высших растений и по-?авлены проблемы исследований. В первой главе приведены объек-и и методы. Данные о систематическом положении, экологии и фи-юлогии изученных растений изложены главным образом в экспери-гнтальных главах. Методы исследований описаны кратко со ссыл-1ми на соответствующую литературу; подробно изложены только (бственные разработки и модификации методов. В главах 2-6 дио-¡ртации представлены результаты экспериментальной работы. Где ¡обходимо, приведены литературные данные по разбираемым вопро-1м. Вторая глава посвящена изучению С^-фотосинтеза, результаты |торого получены одновременно с развитием представлений о ко-[еративном фотосинтезе С^-растений. В главе 3 разбираются воп-юы взаимосвязи между структурной организацией мембран тилако-,ов хлоропластов и их фотохимической активностью, в 4 - воп-сы регуляции реакций фотосинтеза факторами среды. Пятая и ¡стая главы посвящены экологическим исследованиям фотосинтеза растений аридных областей и моря. В общем заключении обсужда-ся роль среды в эволюционном развитии фотосинтетического ап-.рата, значение и разнообразие путей и механизмов адаптации дных и цветковых наземных растений к внешним факторам.

Объекты и методы исследования. Объектами служили высшие растения с различными типами углеродного метаболизма фотосинтеза, произрастающие в разных климатических регионах страны, и макроводоросли Японского моря, имеющие неодинаковые таксономическую принадлежность и строение талломов. В лабораторных экспериментах растения в зависимости от задачи выращивали в оранжерее или фитотронных камерах при заданных экологических параметрах. В качестве модельных объектов использовали культуру ткани Ruta graveíféns и хлорофильные мутанты хламидомонады, гороха и кукурузы.

Анатомо-морфологические исследования проводили на микротомных и изготовленных от руки срезах, используя оптические микроскопы. Количественные характеристики растительных тканей определяли по методикам, предложенным А.Т.Мокроносовым и, P.A. Борзенковой (1978), А.М.Силаевой и А.В.Силаевым (1979) и С.Б. Стефановым (1974). При изучении ультраструктуры клеточных орга-нелл материал фиксировали стандартными методами, обезвоживали в этаноле возрастающей концентрации и заключали в эпоксидные смолы. Ультратонкие срезы контрастировали водными растворами уранилацетата и цитрата свинца и просматривали в электронных микроскопах. Ассимиляционные ткани разделяли механическим и энзиматическим методами (Биль и др., 1975). Активность ключевю ферментов углеродного и азотного метаболизмов определяли спек-трофотометрически и радиометрически (Романова, 1980). Для выявления локализации АТФазной и аспартаташнотрансферазной активности в клеточных структурах были модифицированы применительно к растительным объектам гистохимические методы (Биль и др., 1976; Фомина, Биль и др., 1981). Скорость выделения и поглощения кислорода автотрофными тканями, клетками, протопластами, изолированными хлоропластами и их фрагментами измеряли с помощью электрода Кларка и полярографа. Вьделение, солюбилизацию и гель-электрофорез мембран хлоропластов осуществляли по методу Майлса с сотр. (1979) с некоторыми модификациями (Фомина, Биль и др., 1983). Спектры поглощения хлорофилла и их вторые производные регистрировали с помощью установки,'собранной на базе спектрофотометра СФ-10 с дифференцирующей приставкой (Биль, Архипов и др., 1974), или двухволнового спектрофотометра. Методы измерения светоиндуцированных изменений выхода флу оресценции и регистрации спектров низкотемпературной флуоресценции описаны в работе (Ладыгин, Биль, 1979). Состав продукт и скорость фотосинтеза и темновой ассимиляции COg определяли

сдиохимическим методом. Изучение топографии и скорости распре-еления ^С-ассимилятов е растениях проводили с помощью микро-адиоавтографии (Приступа, 1972; Нарпилов, Биль и др., 1975). слоеия и методы нестандартных экспериментов приведены в дис-ертэции при описании результатов.

ФОТОСИНТЕГИЧЕСКИй АППАРАТ ТИПИЧНЫХ С4-РАСТЕНИЙ

В данной главе приведены результаты исследований, сшде-ельствующие, что необходимым условием функционирования С^-фо-осинтеза является наличие в ассимилирующих органах растений ,вух типов контактирующих между собой фототрофнкх тканей, коопе-)ативно .участвующих в фиксации и восстановлении СС^. Атмосфер-[ая углекислота первично фиксируется ФЕП-карбоксилазой в клет-:ах мезофилла. Образующиеся при этом С^-дикарбоновые кислоты )кстро транспортируются в клетки паренхимной обкладки (1010),где :лужат донорами С0£ для цикла Бенсона-Кальвина. В диссертации фиводятся результаты, показывающие наличие в листьях С^-расте-шй приспособлений, с помощью которых может предотвращаться зассеивание перемещающихся промежуточных продуктов и обеспечивается их быстрый транспорт. Клетки мезофилла, разделенные меж-^у собой воздушными полостями, находятся е тесном контакте с ОТО. При этом б смежных оболочках мезофильных и обкладочных слеток гистохимически выявлены развитые пороЕые поля, сквозь :оторые проходит большое количество плазмодесм, соединяющих иазмалеммы клеток двух ассимиляционных тканей в единый снимает. Биохимические и радиоавтографические исследования показали, что перемещение С^-дикарбоновых кислот между мезофиллом и (ПО обеспечивается активным транспортом. Гистохимическим методом выявлена локализация магний-марганец-зависимой АТФазы в глазмодесмах и мембранах плазмалеммы клеток мезофилла и КПО. 1редполагается, что у С^-растений АТФаза Еключена в механизм активного транспорта метаболитов между ассимиляционными тканями. 1ромежуточные продукты фотосинтеза должны быстро выводиться из слоропластов в цитоплазму, чему может способствовать хорошо развитый периферический ретикулум. Приведенные в диссертации результаты свидетельствуют, что он жестко не закреплен в пластидах и может смещаться в сторону, обращенную к клеточной стенке, образуя инвагинации, направленные к плазмалемме или непосредственно к порам в клеточной стенке. В мембранах периферического ретикулума также выявлена АТФазная активность (Биль и др., 1976). Показано, что полости периферического ретикулума служат

вместилищем цитоплазматических ферментов, принимающих участие i С^-цикле, например, аспартатаминотрансферазы (Фомина, Биль и др., 1981). Изучение анатомического строения листьев большого количества С^-растений позволило вцделить два основных типа положения хлоропластов в НПО: центрифугадьный и центрипетальный (Карпилов, Биль и др., 1970). При этом у еидов первой группы обнаружено преобладание яблочной кислоты среди продуктов пер-еичной фиксации COg и отсутствие гран в хлоропластах КПО. В противоположность, у видов второй группы основным первичным продуктом фотосинтеза является аспарагиновая кислота, а гра-нальные пластиды КПО находятся в тесном контакте с большим количеством хорошо развитых митохондрий и пероксисомами (Биль, 1976).

ВЗАИМОСВЯЗЬ !,ЕЭДУ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИЕЙ МШБРАН

ТИЛАКОИДОВ ХЛОРОПЛАСТОВ И ИХ ФОТОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ

В настоящей главе изложены результаты изучения форм хлорофилла, фотохимической активности и структуры хлоропластов у водорослей, Сд- и С4-растений и их хлорофильных мутантов. Совокупность полученных данных свидетельствует об универсальности распределения хлорофилла в трех пигмент-белковых комплексах фо-тосинтезирующих мембран хлоропластов зеленых водорослей и высших растений. В состаЕ пигмент-белкового комплекса фотосистемы I (ФС I) еходят четыре спектральные формы хлорофилла "а" с максимумами поглощения при .690, 697, 700 и 708 нм и полосой флуоресценции в области 715-735 нм. Хлорофилл "а" с максимумом поглощения при 684-685 нм и полосой флуоресценции при 695 нм входит в состав пигмент-белкового комплекса фотосистемы 2 (ФС П) Светособирающий хлорофилл-белковый комплекс (СХБК) содержит Еесь хлорофилл "в" с максимумами поглощения при 644 и 649 нм и хлорофилл "а" с максимумами поглощения в области 660-680 нм. У бурых и красных макроводорослей в состав светособирающего комплекса вместо хлорофилла "в" входят дополнительные пигменты фи-коэритрин и хлорофилл "с". Этот факт, вероятно, обусловливает разнообразие в архитектурной организации тилакоидов хлоропластов Еодорослей разных таксонов: у красных - наличие агранальной структуры, у бурых - тяжей из трех контактирующих ламелл, у зеленые - гранальной системы. Для подтверждения универсальной организации пигментного аппарата растений на базе трех структурно обособленных пигмент-белкоЕых комплексов был проведен гель-электрофорез солюбилизированных мембран хлоропластов мутантов 10

еленой водоросли хламидомонады, имеющих различные нарушения игментного аппарата. Полученные результаты свидетельствуют,что юлоса гель-электрофореграммы СР-1 (рис. I) является хлорофилл а"-белком комплекса ФС I, Еключающим ее реакционный центр '>700, полоса СР-2 содержит хлорофилл "а"-белковый комплекс • С П, а наличие полос ЬН0, м.,, ьн2, ЬН^ обусловлено только ХБК. Причем основу полосы ъа2 составляет, вероятно, хлорофилл а" 679-белок, а полос ЬН1 ^ ~ хлорофилл "в"-белок СХБК. Для оявления полосы ьн0 необходимо наличие в мембранах пластид зех компонентов этого комплекса (рис. I). С помощью идентифи-ации хлорофилл-белковых зон гель-электрофореграммы были выяв-эны также различия в количественном распределении суммарного иорофилла между ФС I, ФС П и СХБК у растений разных таксономи-эских групп. Обнаружено, что у зеленых водорослей и еысших ютений хлорофилл-белковый комплекс ФС I содержит 25-30% от 5щего хлорофилла, ФС П - 15% и СХБК - 55-60%. Исключение сос-1вляют агранальные пластиды КПО мэлатных С^-еидов, у которых в хлдессе онтогенеза происходит редукщя активности ФС П. Уста-шлено, что потеря активности данной фотосистемы обусловлена крушением ее хлорофилл-белкового комплекса. Одновременно в их хлоропластах увеличивается относительное содержание хлоро-лла в ФС I (до 40% от суммы) и частично утрачивается хлоро-лл "в"-содержащая компонента СХБК, что коррелирует с высокой тивностыо ФС I и низким содержанием хлорофилла "в". Поскольку мутантов хламидомонады и высших растений с редуцированной П хлоропласты так же, как и пластиды КПО С4-растений малат-й группы, имеют агранальную структуру, можно заключить, что орофилл-белковый комплекс ФС П принимает непосредственное астие в образовании контактов между тилакоидами. Другие му-■ггные линии хламидомонады с активными фотосистемами, но с ре-дированньм светособирающим комплексом также содержат аграрные хлоропласты. Это свидетельствует, что для формирования ш кроме ФС П необходимо присутствие в мембранах тилакоидов Ж.

Таким образом, приведенные в диссертации (главы 3 и 6) ¡ные указывают на универсальность организации пигментного ап-)ата фотосинтезирутощих мембран хлоропластов эукариотных рас-гай. Имеющиеся у Еодорослей незначительные различия в струк-гё СХБК, обусловленные дивергентной эволюцией разных система-еских таксонов, не играют принципиальной роли в функциональ-активности пластид. Однако при сохранении единообразной

¿Н0 срГ

¿«1

СРП

¿н,

РР

А-66 А-90 А-66-зо 048 с-лг СОЮ?

Рис. I. Диаграмма гель-электрофореза солюбилизированных 0,5% додецилсульфатом натрия мембран хлоропластов клеток дикого типа (К*) и мутантов СЫ.атус1отопаз reinhard.il: с неактивными ФС I (А-бб), ФС П (А-90), обеими фотосистемами (А-66-90), без хлорофилла "в" (С-48), без хлорофилла "а"679 (С-42) и без хлорофиллов "в" и "а"579 (СС-107).

труктурной организации фотосинтетического аппарата количест-енные соотношения между хлорофилл-белковыми комплексами Еарьи-уют у видов с разными типами углеродного метаболизма. Наиболее :абильным является хлорофилл-белковый комплекс ФС П. Его содер-:ание и активность определяются потребностью метаболических пу-ей е восстановленном НАДФ и в силу этого в значительной мере ¡ависят от внешних факторов.

РЕГУЛЯЦИЯ РЕАКЦИЙ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОГО УГЛЕРОДНОГО

МЕТАБОЛИЗМА И ФОТОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ХЛОРОПЛАСТОВ

У МАЛАТНОЙ ГРУППЫ С4-РАСТЕНИЙ

В диссертации экспериментально показано, что соотношение !ежду С^-дикарбоноЕыми кислотами среди первичных продуктов фо-'осинтеза у С^-растений жестко не детерминировано и может изме-иться вплоть до полного преобладания аспарагиновой или яблоч-юй кислоты в зависимости от онтогенеза и внешних факторов. Ус-'ановлено, что данные изменения сочетаются с перестройкой ¡труктурно-функциональной организации Есего фотосинтетического шпарата. В частностности, из рис. 2 видно, что в основании шстовой пластины малатного С^-растения кукурузы основным пер-зичным продуктом фотосинтеза является не яблочная, но аспараги-ювая кислота, а хлоропласты Ш10 содержат при этом значительное {оличество гран и способны выделять 0£ с высокой скоростью. В >стальной части листа у растений, получающих азот в форме нитратов, происходит постепенное увеличение доли яблочной кислоты ¡реди первичных продуктов фотосинтеза по мере продвижения вдоль тестовой пластины. Это коррелирует с редукцией гран и снижением активности ФС П в хлоропластах НПО. Выращивание растений кукурузы на аммонийном азоте или при низкой освещенности приводит к сохранению преобладания аспарагиновой кислоты среди продуктов фотосинтеза в течение всего онтогенеза листа и растения (рис.3). Остановлено, что это обусловлено стимуляцией аспартатаминотран-зферазы, инактивацией ферментов, ответственных за образование 1 декарбоксилирование малата (рис. 4), и формированием активного хлорофилл-белкового комплекса ФС П в хлоропластах КПО. Результатом указанной перестройки фотосинтетического аппарата является возрастание доли аминокислот среди продуктов фотосинтеза и увеличение содержания общего азота и белка е листостебельной массе. Особенно заметно возрастает содержание растворимой бел-коеой фракции. При анализе накопления неорганических форм азота показано, что при нитратном питании в стеблях кукурузы накапли-

¥

О \

Щ

со _ о о

г г

Н

и «•

100

50 -

/З-ФГК+ФЭсЛЧ р.Хилла / т х Ч

1100

-50

СС

со«

15*

3-х- й) ° С _

в-а-о о °

о ^ °

-гоо^

-100

1 и

~ Зоны лиГскиа

«О 'о

* 2-х> О

>- и «»>

00 с

О О « £

X * О

<-> Ы О Л сосо

3 £_ Ж о

о I о 2 г о 5 а> в

Рис. 2. Скорость фиксации С0^ на свету (I) и в темноте (2),

содержание хлорофилла (3), состав продуктов кратковременного фотосинтеза листовых высечек и скорость реакции Хилла в изолированных хлоропластах КП0 разных зон (1-1У) листа кукурузы (сорт Стерлинг), выращенной на нитратном азотном питании.

Условные обозначения: I - основание листа, П-Ш - центральная часть листа, 1У - верхняя часть листоеой пластины.

Ьсл.3сл развития

*ис. 3. Отношение ^С-малат/^С-аспартат среди продуктов 10-15 с фотосинтеза верхних участков листьев в онтогенезе кукурузы сорта Стерлинг (А) и гибрида КВС-701 (Б), выращенных на нитратном и аммонийном азотном питании. Условные обозначения: I - нитратное питание, 2 - аммонийное питание. Фазы развития: I - второй лист, 2 - третий лист, 3 - пятый лист, 4 - шестой лист, 5 - седьмой лист, б - начало выбрасывания метелки, 7 - выбрасывание метелки, 8 - цветение початка.

Ф«3» развития

Рис. 4. Активность ферментов фотосинтетического углеродного .метаболизма верхней части листьев в онтогенезе кукурузы (сорт Стерлинг), выраженной на нитратном (I, 3, 5) и аммонийном (2, 4, 6) азотном питании. Условные обозначения: I, 2 - НАДФ-малатдегидрогеназа; 3, 4 - НАДФ"ыалик"фермент; 5, б - аспартатаминотрансфе-раза. Фазы развития: I - второй лист, 2 - третий лист, 3 - пятый лист, 4 - шестой лист, 5 - выбрасывание метелки, 6 - цветение початка.

ваются нитраты в высоких концентрациях. Аммиачный азот обнаруживается в значительно меньшем количестве и равномерно распределен по органам. Выяснено, что отзывчивость фотосинтетического аппарата кукурузы на изменение формы азотного питания в значительной степени зависит от онтогенетических и генотипических особенностей растения. В частности, показано, что гибрид современной селекции КВС-701 даже при оптимальных условиях выращивания на нитратной форме азота имеет признаки, сближающие его с вспартатныки С^-видами, и не изменяет направленность углеродного метаболизма и активность ключевых ферментов фотосинтеза в ответ на изменение формы азотного питания. В диссертации предложена схема регуляции направленности углеродного метаболизма С^-растений в сторону преимущественного образования азотистых соединений или углеводов, ключевым звеном которой является яблочная кислота. Образование данного соединения в клетках мезофилла с последующим транспортом в КПО активирует НАДФ "малик"-фермент обкладочных пластид и за счет изменения соотношения НАДФН/НАДФ+ вызывает редукцию хлорофилл-белкового комплекса ФС П и гран в данных хлоропластах. В противоположность, переход на полностью аспартатный тип С^-метаболизма, который обнаружен у аспартатных пустынных С^-еидов е условиях сильного засоления, приводит к редукции гран и ФС П в хлоропластах мезофилла.

Таким образом, в листьях растений с кооперативным фотосинтезом С^-цикл дикарбоновых кислот может выполнять две функции: концентрировать С0£ в местах карбоксилироЕания рибулозо-1,5-бисфосфата и служить источником органических и аминокислот,идущих на вторичные синтезы. Усиление одной из этих функций, как правило, приводит к перестройке структурной организации тилако-идной системы и энергетического состояния хлоропластов, а их соотношение в значительной степени зависит от метаболических потребностей растения, обусловленных развитием организма или действием меняющихся факторов среды.

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОГО

АППАРАТА ЭДЙФИКАТОРОВ ПУСТЫНИ КАРАКУМЫ

Физиологическая лабильность С^-фотосинтеза, его полифункциональность и биохимическое сходстео с метаболизмом по типу голстянкоеых (САМ) позволяют предположить, что в природе существуют виды, у которых Е определенных условиях С^-дакл принима-эт на себя функцию запасания СС^ е С^-дикарбоноЕых кислотах в -ючной период с последующим восстановлением углерода на свету в

пентозофосфатном восстановительном цикле. Поскольку СМ является адаптационным приспособлением для выживания растений в аридном климате, то, представляло интерес исследовать структурно-функциональную организацию фотосинтетического аппарата аборигенной растительности пусть™ Каракумы с целью поиска С^-видое, способных в определенных условиях осуществлять ассимиляцию углекислоты в ночное время с еысокими скоростями. В диссертации представлены материал?.' по изучению природно-климатических условий и ботанико-почненной характеристики Каракумов, анатомического строения и углеродного метаболизма ассимилирующих органоЕ растений, произрастающих на разных по степени засоления почвах, и доказательсНО наличия механизма круглосуточной ассимиляции С0г на базе кооперативного взаимодействия трех типов фототрофных тканей у доминирующих на солончаках представителей сем.-маревых Климат региона исследований в зоне перехода подгорной равнины Копет-Дага в Центральные Каракумы характеризуется резкой континентальностью: 95% всех осадков выпадает в осенний,зимний и весенний периоды; в летние месяцы поверхность почвы прогревается до 65°, в зоне песков - до 80-85°, вследствие чего испарение в 20-30 раз превышает поступление осадков. Особенный интерес для экспедиционных исследований представлял тот факт, что I данном районе на сравнительно небольшой территории сосредоточены сильно различающиеся по структуре и степени засоления почеы: незасоленные грязево-бугристые пески, слабо и сильно засолещ~ ные типичные и светлые сероземы и солончаки. Вследствие этого растительные сообщества каждого почвенно-климатического участкг также характеризуются ярко Еыраженной и отличной от других мес1 обитания спецификой. Наибольшее разнообразие видоеого состава растительности обнаружено на сероземах. Он насчитывает более пяти семейств, таких как, амарантовые, эуфорбиевые, мареЕые и др. При этом большинство видов являются многолетними травами с хорошо развитыми листьями и длительным периодом вегетации(ларт-сентябрь), а суккулентная флора не занимает доминирующего положения и Еключает в основном представителей сем. маревых (рис.5 По мере продвижения к зоне пескоЕ, которые, хотя и являются ме< нее засоленными, но в силу сеоих структурных сеойств сильнее обезвоживаются и раскаляются в летние месяцы, происходит посте пенное обеднение видового разнообразия, а также все большее преобладание эфемеров и эфемероидов. Однако и е данном случае большинство растений, в том числе и еиды с длительным периодом Еегетации, имеют настоящие пластинчатые листья. Другая картина

-з

3 ' X

® л

и О О.

о 3

ГГ

Л

неюсоленйые и сла5озасоленные (пески м сВешлые сероземы)

сильно-ьасолениые

(сероземы,

примыкающие Ц солончакам)

солончака

Рис. 5. Плотность произрастания растений различных функционально-морфологических типов на почвах разной засоленности.

Условные обозначения: I - Сд-ксерофиты с дорсивентральным и изопалисадньтм строениями листа; 2 - С^-ксерофитьт с кранц-розеточным строением листа; 3 - Сд-суккуленты с арко-васкулярным строением листа; 4 - С^-суккуленты с кранц-розеточным, кранц-изопалисаднкм, кранц-изопалисадно-кольцевым и центрическим строениями ассимилирующих органов; 5 - С^-САМ-г^лофиты с кранц-изопалисадно-кольцевым и центрическим строениями фотосинтетического аппарата и с большим количеством хлоропластоЕ е еодоносной ткани.

5

2

2

2

1

3

наблюдается на солончаках и сильно засоленных участках примыкающих к ним сероземов. Явными доминантами этой зоны становятся суккулентные растения (pic. 5) из сем. маревых с мясистым стеблем и редуцированными листьями. При этом наибольший интерес вызывает способность данных видов, несмотря на слабо развитую корневую систему, вегетировать весь весенне-летний сезон, тогда как представители других семейств, встречающиеся на солончаках, являются типичными эфемероидами. Можно предположить, что гало-фиты сем. Ghenopodiaceae имеют определенные, отсутствующие у других растений, приспособления, позволяющие им переносить не только высокий уровень засоления почв, но и экстрааридные условия, созданные одновременным воздействием инсоляции, температуры почвы и воздуха и засолением. В первую очередь эти приспособления должны быть отражены в структуре и функциональной организации фотосинтетического аппарата. При сравнительном исследовании анатомии ассимилирующих органов бьша использована классификация В.К.ВаеилеЕСКой и А.А.Бутник (1981). Результаты,представленные в диссертации, свидетельствуют, что еиды с незасо-ленных и слабозасоленных территорий обладают дорсивентральным, изопалисадным и кранц-розеточным типами строения листа или заменяющего его органа, а эдификаторы солончаков - кранц-розеточным, кранц-изопалисадным, кранц-изопалисадно-кольцевым, центрическим и арко-васкулярным. Изучение кинетики превращения ^С среди продуктов фотосинтеза большинства рассмотренных видов показало, что у растений с дорсивентральным, изопалисадным и ар-ко-васкулярным типами листовой анатомии большая часть радиоактивной метки при кратковременном фотосинтезе включается, как у типичных Сд-видов, в 3-фосфоглицериновую кислоту (3-ФГК) и фосфорные эфиры Сахаров (ФЭС). Дополнительное выдерживание е обычной атмосфере приводит к переходу ^С е свободные сахара (рис.б) В противоположность, у видов с кранц-розеточным, кранц-изопали-садным, кранц-изопалисадно-кольцевым и центрическим строениями ассимилирующего органа основными продуктами кратковременного фотосинтеза являются С^-дикарбоновые кислоты, метка из которых е обычной атмосфере последовательно включается в 3-ФГК, ФЭС и сахара. Такая кинетика превращений углерода характерна для С^-фотосинтеза. У видов с суккулентной анатомией ассимилирующего органа С4-ЦИКЛ функционирует, как показано в диссертации, между наружным и внутренним слоями хлоренхимы (рис. 6). По морфологическому строению и функциональной активности клетки наружного слоя хлоренхимы (КНС) ц клетки внутреннего слоя хлоренхимы (КВС)

9С о г_Ь) аск е! го 1 е р I ^ ^

(С,-) __

зоо

сЬтасоР^«*"«* сгаъьс» (С4+САМ)

шШшйк

зоо >5 ьо в рвий эксп о зии,и с " - Й"

зосг

-н-

чсо,

Чо,

Рис. 6. Анатомическое строение и динамика распределения ^С среди продуктов фотосинтеза в ассимилирующих органах пустынных растений. Условные обозначения: I - сахара, 2 -3-ФГК + ФЭС, 3 - глицин+серин+аланин, 4 - малат+аспартат.

21

аналогичны клеткам мезофклла и КПО типичных С^-растений. В частности, они объединены в единый симпласт значительным количеством плазмодесм, пластиды е КНС расположены по периферии клетки и при освещении листьеЕ смещаются к оболочке, контактирующей с КВС, гранальные хлоропласты КВС специализированы к синтезу крахмала, занимают центрипетальное положение в клетке и находятся в контакте с многочисленными пероксисомами и крупными митохондриями. Оба типа пластид содержат хорошо развитый периферический ретикулум, который жестко не' закреплен в хлоропласте и может смещаться в сторону плазмалеммы или плазмодесм. Особенности структурной организации, активность ферментов и кинетика превращений углерода в фотосинтезе позволяют отнести данные виды к аспартатной группе С^-растений. Характерно, что ряд гало-фитов кроме хлоренхимных слоев содержат хлоропласты такке в клетках водоносной ткани (КВТ), что ставит вопрос о ее функциональной роли в фотосинтезе ассимилирующего органа, т.к. эта ткань экранирована от атмосферной углекислоты КНС и КВС (рис.6). Результаты морфолого-анатомических, морфометрических и электронно-микроскопических исследований свидетельствуют, что у таких видов, как Зиаейа агсг^а, 3.сгаза11оИа и С11таоор1ега сгазза, КВТ по объему и количеству пластид является доминирующей в листе, а ее хлоропласты имеют гранальное строение и способны на свету в больших количествах накапливать крахмал. Можно предположить, что фиксация СО2 в данной ткани происходит в ночное время, когда доступ углекислоты облегчается. В диссертации приводятся экспериментальные данные, подтверждающие способность КВТ указанных видов, названных нами-С^-САМ-растения, ассимилировать С0£ в ночное время по САМ. В частности, показано, что максимальное подкисление клеточного сока КЕГГ происходит у них, как и у типичных САМ-растений, в ночные и предутренние часы, тогда как у родственных видое, не содержащих хлоропластов в КВТ, минимальное значение рН клеточного сока наблюдается во второй половине дня (Биль и др., 1983). Характерно, что у типичных С^-растений существенного изменения рН клеточного сока в течение суток не происходит. Колебание содержания крахмала в пластидах КВТ Б. агсл^а, 3. сгазз±£оИа и С1. сгазза также сходно с суточной динамикой накопления и»расходования этого полисахарида у САМ-растений. Возможность круглосуточной ассимиляции С0£ листьями данных галофитов подтверждается также прямыми экспериментами по измерению скорости утилизации углекислоты радиометрическим методом. В ночное время исследованные виды фиксируют С0£

со скоростями, характерными для САМ-растений (табл. I), в дневной период скорость фиксации С0<> значительно возрастает, благодаря функционированию С^-фотосинтеза между КНС и КВС. Максимальная адаптация фотосинтетического аппарата С^-САМ-галофитов к экстремальным условиям пустыни выражается еще и в том, что в послеполуденное время интенсивность фотосинтеза у них или не изменяетсг, или возрастает (табл. I), в отличие от С^-растения щирицы, фотосинтез которой к 15 час значительно снижается. Определение активности карбоксилирующих ферментов в разделенных фототрофных тканях свидетельствует о высоком уровне ФЕП-карбок-силазы в КВТ. Анализ состава продуктов гетеротрофной фиксации С02 показал, что в листьях С^-САМ-галофитов при темноЕой фиксации образуются типичные для САМ-растений продукты: щавелевоук-сусная кислота, яблочная и аспарагиноЕая кислоты, цитрат, изо-цитрат, фумарат и др.

Таким образом, совокупность структурных и биохимических исследований позволяет заключить, что в листьях некоторых представителей сем. Chenopodiaceae, произрастающих на солончаках тустыни Каракумы, наряду с С^-фотосинтезом, существует механизм юсимиляции COg е ночное время, аналогичный САМ-растениям. Од-{ако в работах других авторов (Shomer-Ilan et al., 1975; 1979; '/inter et al., 1976; 1977; Заленский, Глаголева, 1981 и др.), доведенных на родственных видах, наличие САМ в фотосинтезирую-1их органах не было обнаружено. Это может быть связано с двумя 'лаЕНьми причинами: I) у исследованных растений могли отсут-:тЕ0вать хлоропласты в КВТ; 2) способность к ночной ассимиляции глекислотьт у С^-САМ-видов не постоянна и зависит от онтогенеза : внешних условий. Для выяснения данного вопроса мы провели нализ структурно-функциональных характеристик фотосинтетиче-кого аппарата в онтогенезе С^-САМ-галофитов. Полученные ре-ультаты показали, что по мере увеличения давления аридного лимата и возрастания сульфатно-хлоридно-натриевого засоления в истьях С^-САМ-еидов наряду с процессами ксероморфогенеза про-сходит усиление биохимических механизмов, обеспечивающих круг-осуточную ассимиляцию COg. В частности, характерные для САМ-идов суточные колебания рН клеточного сока в КВТ, способность ночной фиксации углекислоты с высокой скоростью (табл. I) и етивная ФЕП-карбоксилаза в КВТ наблюдаются у данных еидов элько в листьях летней генерации. Характерно, что даже призна-1 Сд-фотосинтеза, присутствующие на всех стадиях онтогенеза ютений, существенно усиливаются в летний период. Итак, в ус-

Таблица I

Скорость фиксации СС^ (мкмоль на кг сырой массы в с)

листьями пустынных растений семейства маревых в разное время суток

Виды i i Время суток, час %

S 5 [ ю | 15 j 23 темнота/свет

Май

Suaeda arcuata 0.006 3.44 - 0.002 0.12

Suaeda crassifolia 0.072 37.75 - 0.034 0.14

Climacoptera crassa 0.004 2.86 - 0.002 0.10

Amaranthus retroflexus 0.025 127,92 - 0.053 0.03

Июль - август

Suaeda arcuata 0.83 9.22 10.67 1.00* 9.2

Suaeda crassifolia 1.50 35.66 49.28 3.30 5.7

Climacoptera crassa 0.53 13.30 8.61 1.58 9.6

Amaranthua retroflexus 1.72 1036.30 486,30 3.20 0.33

САМ-виды* I.1-1.9 0.3-2.5 107.1

Примечание: знак (-) означает отсутствие определения, * - данные из работ Заленского О.В. (1977) и Осмонда К.Б. (Osmond, 1978).

ловиях относительно прохладной, дождливой песнь: в двух слоях дифференцированной хлоренхимы С^-СМ-галофитов функционирует "смешанный" Сд-С^-фотосинтез, а в КВТ - Сд-путь. Подача СС^ в КВТ осуществляется при этом, вероятно, путем прямой диффузии через крупные межклетники. В летний период за счет усиления ксероморфогенеза и увеличения количества КИС, приходящихся на клетку внутренней хлоренхимы, функциональная активность С^-фю-тосинтеза увеличивается, а в КВТ стимулируется САМ. По мере снижения давления экстрааридных факторов к осеннему периоду С^-и САМ-биохимические "надстройки" снижают свою функциональную активность в обратной последовательности. Кооперация С^- и САМ-циклое в одном листе позволяет исследованным галофитам лучше, чем другим Еидам, переносить экстрааридные условия летней фазы вегетации. Зто подтверждается данными по накоплению биомассы. Обнаружено, что надземно-сухая масса единичного растения е весенний период наиболее высокая у типичных С^-еидое, тогда как Сд- и С^-САМ-растения уступают им почти в два раза. При пересчете сухой массы на м поверхности почвы "урожай" С^-САМ-гало-фитов за счет большей густоты стояния получается выше, чем у Сд-, но ЕСе еще ниже, чем у С^-ксерофитов. Иная ситуация наблюдается Е летний сезон. В это время С^-САИ-галофить: в несколько-раз превосходят Сд- и С^-кеерофитные виды по обоим показателям продуктивности. Следует отметить, что данные растения содержат высокое количество белка в зеленой массе, который по составу аминокислот не уступает кормовым травам с более плодородных почв, что делает их перспективными кормовыми растениями в условиях аридного климата. Проведенные исследования показывают, что различия в растительном покроЕе пустыни Каракумы обусловлены неодинаковым уровнем засоленности почв. По мере увеличения содержания солей в почве отмечается усложнение организации фотосинтетического аппарата доминирующих на данной территории растений: на песках преобладают Сд-виды, на светлых сероземах - С^-виды, на солончаках - суккуленты сем. маревых с С^- и С^-САМ-типами углеродного метаболизма. Следовательно, разнообразие типов фиксации и восстановления СО^ является у обитателей пустыни следствием одновременного давления аридных условий и засоления почв. Чтобы решить вопрос, какой из данных факторов внешней среды является определяющим для стимуляции функционирования £ -карбоксилирующих "надстроек" к пентозофосфатному восстановительному циклу, представляет интерес исследовать растения, обитающие в условиях исключающих давление одного из

них. С этой точки зрения удобными объектами могут быть морские многоклеточные водоросли, произрастающие в соленой среде и при полном влагообеспечении.

МЕТАБОЛИЗМ С4-ДИКАРБ0Н0ВЫХ КИСЛОТ У РАСТИТЕЛЬНЫХ

ОБЪЕКТОВ БЕЗ ДИМОРФНЫХ А8Т0ТР0ШНЫХ ТКАНЕЙ

В данной главе изложены результаты исследований структур-но-функщональной организации у растительных организмов, не обладающих диморфньми автотрофными тканями. В качестве объектов использовали морские многоклеточные красные, бурые и зеленые водоросли, обитающие в заливе Петра Великого Японского моря. Часть экспериментов проводили на модельной биологической системе - гетеро- и автотрофной каллусной культуре ткани Ruta gra-veolens. Анализ кинетики образования продуктов фотосинтеза, проведенный с помощью радиохимического метода, показал, что независимо от таксономической принадлежности и сложности анатомического строения талломов все макрофиты имеют типичный С^-путь фотосинтетического углеродного метаболизма. Однако, в отличие от исследованных зеленых водорослей, например, uiva fenostrata и Entaromorpha linza, изученные представители бурых и красных майрофитов обнаруживали способность накапливать в определенных условиях значительное количество С^-дикарбоновых кислот при экспонировании талломов на свету. Тот факт, что радиоактивная метка из этих соединений не переходила при увеличении времени фотосинтеза в 3-ФГК и ФЭС, позволил предположить, что основное количество С^-дикарбоновых кислот образуется в данном случае (наряду с обычным для Cg-видов путем их синтеза, обусловленным отвлечением части 3-ФГК из цикла Бенсона-КальЕИна с последующей ее енолизацией до ФЕП) е результате карбоксилирования 3>ЕП е гетеротрофной ткани таллома. При этом источником для синтеза ФЕП могут служить продукты гликолитического окисления сахароЕ, которые, как установлено методом шкрорадиоавтографии, способны быстро транспортироваться на СЕету из аЕТОтрофных е гетеротрофные клетки. В пользу данного предположения свидетельствуют также большой парциальный объем гетеротрофных клеток е талломах бурых и красных водорослей (белее 70%) и высокая активность в них ФЕП-карбоксикиназы (рис. 7). 3 противоположность, у ульвьг и энтероморфы, не синтезирующих при фотосинтезе большого количества С^-кислот, талломы состоят исключительно из автотрофнкх клеток. Характерно, что аналогичная бурым и красным макрофитам динамика накопления ^С-соединений при освещении в атмосфере

п

СО ; О °

^ ^ 3

Q) 3 £ *

о, <=.

Q) О) с £

£ — о о* о ° о

д: с»

<с

с; о

г. £

rth

Wi

1 Я з ¿if]

РЬФ-Кар- фЕП-кслр- ФЕП-Кар-боксыло-боксикы- ¿оксила-За маэа ьа

toe. 7. Активность карбоксилирующих ферментов в разных тканях листообразной пластины бурой водоросли Sargassum pallidum. Примечание: измерение активности ферментов проводили на четвертые сутки адаптации талломов к свету 40 Вт/м*\ Условные обозначения: I - общий гомогенат листообразной пластины, 2 - коровой слой, 3 - внутренние ткани.

^COg обнаружена у к'аллусной фототрофной культуры ткани Ruta graveóles. Причем отличительной особенностью данного объекта является также наличие большого количества гетеротрофных клеток внутри каллуса под слоем фототрофной ткани.

На основании приведенных в диссертации результатов делается вывод, что для функционирования С^-фотосинтеза обязательным условием является присутствие двух типов аЕТотрофных тканей в фотосинтезирующем органе. Сообщения ряда авторов (Holaday, Bowes, 1980; Joshi, I970-I975; DeGroote, Kennedy, 1977; Laetach, Kortschak, 1972 и др.) об обнаружении С^-пути у объектов, не обладающих этим качеством, таких, как одноклеточные и многоклеточные водоросли и культура ткани, обусловлены, по нашему мнению, высокой активностью гетеротрофного р-карбоксилирования. Действительно, если начальный пул Сахаров в гетеротрофных тканях макроводорослей достаточно еысок, то благодаря отсутствию в них сЕетозависимого подавления реакций гликолиза, образование на свету меченых С^-дикарбоновых кислот у данных объектов может происходить параллельно с включением ^С в 3-ФГК и ФЭС. Однако основными характеристиками С^-фотосинтеза являются замкнутость метаболизма С^-дикарбоновых кислот за счет высокой активности ПВК-3>н-дикиназного комплекса и донирование COg в пентозофосфат-ный восстановительный цикл против градиента концентрации, чего лишены отмеченные объекты. По источнику образования ФЕП из продуктов гликолиза Сахаров и по последовательности биохимических реакций углеродный метаболизм макрофитов стоит ближе не к С^-, фотосинтезу, но к СМ, с той лишь разницей, что у САМ-растений

гликолиз и jj-карбоксилирование происходят не в отдельной ткани, а в темновой период. Следовательно, несмотря на наличие необходимых предпосылок для формирования аналогично САМ-растениям биохимической "надстройки" к циклу Бенсона-Кальвина, углеродный метаболизм обитающих в условиях полного влагообеспечения макроводорослей не еыходит зцрамки Сд-фотосинтеза, т.к. основным источником COg для карбоксилиро-вания рибулозо-1,5-бисфосфата служит растворенная в годе углекислота.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В общем заключении проанализированы возможные пути взаимосвязи углеродного метаболизма и структурной организации фотосинтетического аппарата у растений разных таксономических групг и контрастных экологических регионов. Показана значимость адап-

тиеных перестроек е биохимии и структуре фотосинтетического аппарата в ответ на действие аридного климата и засоления. Обсуждается гипотеза, что определяющая роль г эволюции фотосинтетического аппарата по пути формирования дополнительных к пентозо-фосфатному восстановительному циклу биохимических "надстрсек" (СМ, С^-, С^-САМ-фотосинтезь:) принадлежит такому фактсрк, как дефицит влаги. Высокая температура, инсоляция и засоленность служат сопутствующими факторами. Проведена также классификация возможных типов взаимосвязи и кооперации биохимических реакций цикла Бенсона-КальЕина и ^-карбоксилирования, в основу которой положены источник образования ФЕЛ и пути использования С^-ди-карбоновнх кислот.

СЕ['-,1Е ВЫВОДЫ

1. Впервые обнаружен и изучен кехвнизы кооперации Сд-, С4-и СМ-фотосинтезсЕ к одном фототроФнсм. органе, функционирующий на базе трех типов агтстрофных тканей. С^-САМ-фотосинтез позволяет гзлофитам круглосуточно ассимилировать СО2 и является наиболее поздним адаптационным пагем развития С^-биохимических "надстроек" к циклу Бенсона-КальЕина в ответ на действие аридного климата и засоления.

2. Включение у С^-САМ-галофитов одной из кооперативных "надстроек" к пентозофосфатному восстановительному циклу или их одновременное функционирование в фотосинтезирующем органе носит факультативный характер и определяется степенью давления аридных факторов.

3. Обязательным условием формирования и функционирования С^-фотосинтеза является наличие в ассимилирующих углекислоту органах двух типов способных к кооперативному ЕзаимодейстЕию аЕТотрофных тканей. Реализация возможностей высокой активности £ -карбоксилироЕания и взаимосвязи метаболизма, С^-дикарбоновкх кислот с циклом Венеона-КальЕина без данных предпосылок приводит к созданию других метаболических путей углерода, общая черта которых заключается в использовании конечных продуктов фото-. синтеза в качестве источника фосфоенолпируЕата.

4. Организация хлорофилл-белковых комплексов мембран хло-ропластов зеленых водорослей и высших растений носит универсальный характер: в состав фотосистемы I входят длинноволновые спектральные формы хлорофилла "а", е состав светособирающего пигмент-белкового комплекса - хлорофилл "в" и коротковолновые спектральные формы хлорофилла "а", в состав фотосистемы 2 -

толь'ко спектральная форма хлорофилла "а" с максимумом поглощения при 684-685 нм. Хлорофилл-белковый комплекс второй фотосистемы локализован в гранальных участках тилакоидов хлоропластов и наряду со светособирающим хлорофилл "а"/"в"-белковым комплексом обеспечивает контакт тилакоидных мембран.

5. Фотосистема 2 является лабильным звеном электронтранс-портной цепи хлоропластов, а ее образование и распад регулируются потребностью фотосинтетического углеродного метаболизма в энергетических эквивалентах. В хлоропластах С^-растений ключевую роль в регуляции активности фотосистемы 2 играет яблочная кислота, повышение уровня которой среди продуктов фотосинтеза вызывает редукцию ее хлорофилл-белкового комплекса в пластидах клеток паренхимной обкладки, а снижение - в хлоропластах клеток мезофилла.

6. Особенности анатомии и ультраструктуры листьев, локализация ферментных ансамблей в диморфных автотрофных тканях и фотохимическая активность хлоропластов свидетельствуют о существовании коррелятивных связей между организацией и функционированием электронтранспортной цепи пластид, структурой клеточных органелл и составом продуктов С^-фотосинтеза: преобладание ма-лата среди С^-дикарбоновых кислот сочетается с отсутствием в хлоропластах паренхимной обкладки хлорофилл-белкового комплекса фотосистемы 2 и центрифугальным положением пластид в клетке по отношению к проводящему пучку; доминирование аспарагиновой кислоты коррелирует с центрипетальным положением обкладочных хлоропластов и наличием в них активной фотосистемы 2. Общим для листьеЕ С^-растений является активный симпластньм перенос первичных продуктов фотосинтетического углеродного метаболизма между автотрофными тканями.

V. В листьях С^-растений С^-цикл может выполнять две функции: концентрировать СО^ в местах карбоксилироЕания рибулозо-I,5-бисфосфата и служить источником органических и аминокислот, идущих на Еторичные синтезы. Усиление одной из этих функций, как правило, приводит к перестройке структурной организации ти-лакоидной системы и энергетического состояния хлоропластов, а их соотношение зависит от метаболических потребностей растений. Величина эффекта действия факторов среды зависит от генотипиче-ских особенностей и онтогенетической стадии развития растений'.

8. Активное донирование СО^ в пентозофосфатный восстановительный цикл посредством декарбоксилирования С^-дикарбоновых кислот является адаптивным приспособлением к действию аридного

климата и отсутствует у растений, исторически обитающих в условиях полного Елагообеспечения.

9. Фотосинтетический аппарат морских растений характеризуется единообразием первичного углеродного метаболизма, осуществляющегося в рамках Cg-фотосинтеза, но с возможным кооперативным взаимодействием автотрофных и гетеротрофных тканей. Высокой лабильностью обладают светособирающие пигментные системы хлоро-пластов, обусловливающие значительную толерантность прикрепленных' водорослей-макрофитов в широком диапазоне освещения.

10. В онтогенезе водорослей существуют этапы, когда в моменты смены фаз жизненного цикла фотосинтетический углеродный метаболизм, структурная организация и фотохимическая активность слоропластов претерпевают перестройку, приводящую к существенны сдвигам в направленности биосинтетических процессов. Проявление данной закономерности генетически детерминировано и ревизуется в строгой последовательности, что открывает новые под-годы к поиску путей регуляции фотосинтеза и общей продуктивно-

!ти.

11. На модельной системе показано, что плазмодесменные ¡вязи необходимы для эффективного функционирования фотосинтеза, :ак интегрального процесса автотрофных клеток высших растений; фи апопластном метаболическом взаимодействии клеток каллуса

ли суспензионной культуры растительных тканей интенсивность ютосинтеза не достигает организменного уровня.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Карпилов D.C., Биль К.Я. Состояние двух типов хлороплас-ов е листьях кукурузы при различном азотно-фосфорном питании астений//Докл. АГСССР. 1970. Т. 193. № 5. С. II98-I200.

2. КарпилоЕ Ю.С., Приступа H.A., Биль К.Я., Брик П.Л.Стро-ние фотосинтетического аппарата листьеЕ растений с кооператив-ым фотосинтезом//Кооперативный фотосинтез ксерофитов. Кишинев. 970. Т. XI. Выл. 3. С. 18-24.- х

3. Карпилов Ю.С., Биль К.Я., Малышев 0-.Г., Карнаухов В.Н. зобенности фотосистем в мезофилле и паренхимных обкладках про-эдящих пучков листьев у однодольных и двтаольных растений//Но-леративный фотосинтез ксерофитов. 1970. Т. XI. Вып. 3. С. 254. Карпилов Ю.С., Биль К.Я., Малышев О.Г., Карнаухов В.Н.

зобенности фотосистем хлоропластов клеток мезофилла и КПО лис-зеЕ^однодольньх^и^дв^ольньтс растений//Докл. АН СССР. 1971.

5. Карпилов Ю.С., Биль К.Я. Применение цитохимических ме-здое для изучения локализации реакции Хилла//Методы исследова-1Й фотосинтетического транспорта электронов. Пущино. 1974.

27—33.

6. Биль К.Я., АрхипоЕ В.Н., Карпилова И.З?., Ыошков Д.А.Некоторые характеристики хлоропластов совместно и раздельно функционирующих ассимиляционных тканей листа кукурузы//Шотосинтез кукурузы. Пущино. 1974. С. 7-23.

7. Чугунова Н.Г., Биль К.Я., Чермных Л.Н. Структура и фотосинтез листьев огурцов при различных температурах в корневой зоне//Физиология растений. 1975. Т. 22. Вып. 4. С. 688-693.

8. Биль К.Я., Опарина Л.А. Ультраструктурные особенности клеток и пластид в культуре ткани при гетеротрофном и автотроф-ном питании//Ботан. журн. 1975. Т. 60. I? II. С. 1613-1617,

9. Карпилов Ю.С., Биль К.Я. Количественные, ультраструктурные и функциональные особенности хлоропластов ассимиляционных тканей хлорофильного мутанта кукурузы//Количественные признаки мутантов кукурузы. Кишинев. 1975; С. 96-99.

10. Биль К.Я., Стойлов М.А., Карпилов Ю.С. Особенности транспорта продуктов фотосинтеза у С4-растений//Передвижение веществ у растений в связи с метаболизмом и биохимическими процессами. Горький. 1975. Вып. 6. С. 36-44.

11. Биль К.Я., Климов В.В., Карапетян Н.В., Карпилов Ю.С. Актиеность и взаимодействие двух фотосистем в хлоропластах па-||южимных^обкла^ок сос^дистых^пучков листьев кукурузьу/Докл. АН

12. Карпилов Ю.С., Биль К.Я., Малышев О.Г. Зависимость скорости перехода из дикарбоновых кислот в пентозофосфатный цикл от соотношения малата и аспартата и размещения хлороплас-тов ^С4-]эастений//Физиология растений. 1975. Т. 22. Вып. 5.

13. Карпилов Ю.С., Биль К.Я., Гукасян И.А. Участие АТФаз в транспорте промежуточных продуктов фотосинтеза между ассимиляционными тканями Сд-рэстений/уФизиология растений. 1975. Т. 22. Вып. 6. С. ШЗ-П50Г

14. Биль К.Я., Белобродская Л.К., Карпилов Ю.С. Локализация АТ§аз в клеточных структурах ассимиляционных тканей листьев щирицы//Докл. АН СССР. 1976. Т. 226. № 5. С. 1229-1231.

15. Карпилов Ю.С., Биль К.Я. Транспорт промежуточных продуктов фотосинтеза по цитоплазме клеток ассимиляционных тканей С4-раст1ний//Докл. АН СССР. 1976. Т. 226. }! 6. С. 1469-1471.

16. Карпилов Ю.С., Опарина Л.А., Кузнецова Л.Г., Биль К.Я., Карпова Р.Н. Изменение фотосинтетического аппарата при переходе культуры ткани руты от фотогетеротрофного питания к автотрофно-му//Физиология и биохимия культ, растений. 1977. Т. 9. Вып. I. С. 93—99.

17. Карпилов Ю.С., Кузьмин А.Н., Биль К.Я. Распределение ферментов гликолиза в ассимиляционных тканях листьев С4-расте-нии и их связь с особенностями реакций фотосинтеза и фотодыха-ния//Физиология растений. 1978. Т. 25. Вып. 6. С. П29-П35.

18. Карпилов Ю.С., Новицкая И.Л., Белобродская Л.К., Биль К.Я., МаслоЕ А.И., Кузьмин А.Н., Карпилова И.Ф., Керимов С.Х., Попова Е.И., Петрухин Ю.А., Герц С.Н. Реакции гликолиза в авто-трофной клетке. Роль в фотосинтетическом метаболизме и световом дыхании//Механизм фотодыхания и его особенности у растений различных типов. Пущино. 1978. С. 90-187.

19.Биль К.Я., Карпилов Ю.С. Механизм транспорта ассимиля-тов е листьях С4-растений//Материалы от У1 национальна научна конференция по физиология на растенията. София. 1978. Т. 4. Часть I. С. 25-40.

20. Любимов В.Ю., Биль К.Я., Карпилов Ю.С. Особенности образования гликолата в ассимиляционных тканях С4-растенчй//Там же. 1978. Т. 4. Часть I. С. 41-56. * *

21. Ладыгин В.Г., Биль К.Я. Распределение хлорофилла между фотосистемой I, фотосистемой П и светособираюшим комплексом в хлоропластах зеленых водорослей и С4-растений//Пущино: НЦБИ АН

СССР. 1979. 34 с.

22. Биль К.Я., Гедемов Т. Особенности структуры и функций ассимиляционного аппарата Suaeda arcuata Bunge (сем. Chenopo-diaceae), связанные с кооперативным фотосинтезом//Докл. All СССР.

1980. Т. 250. 'Г 4. С. I0I4-I0I7.

23. Биль К.Я., МедянникоЕ В.М. Ультраструктура таллома и передвижение продуктов фотосинтеза в морской бурой водоросли Sarcassum pallidum (Sargasaaceae)//BoTaH. курн. 1981. Т. 66. Г 5. С. 725-731.

24. Фомино И.Р., Биль К.Я., Магомедов И.М. Гистохимическое определение локализации аспартатаминотрансферазы в автстмФыьтс тканях листьев Сд-растения Amaranthus 1^1йиа//Докл. АН СССР.

1981. Т. 256. Г 6. С. I5I4-I5I6.

25. Ladygin V.G., Bil' K.Ya. Chlorophyll form absorbing at 684 nra aa antenna of photosistem 2 in chloroplasta of C^-plants //Photosynthetica. 1981. Vol. 15. N 1. Р. 49-54.

26. Биль К.Я., Любимов В.Ю., Демидова Р.Н., Гедемов Т. Ассимиляция С02 растениями из сем. маревых, содержащими в листьях три типа эвтотрофных тканей//$изиология растений. 1981. Т. 28. Вып. 6. С. III9-II27. Т4

27. Биль К,Я., МедянникОЕ В.М., Карпов Е.А. Включение С е продукты фотосинтеза и их перераспределение в тканях таллома морской бурой водоросли Sargassum pollidum (Turn.) С. ^.//Физиология растений. 1981. Т. 28. Вып. 4. С. 779-788.

28. Фомина И.Р., Биль К.Я., Магомедов И.М. Локализация ас-партатаминотрансферазы в клетках мезофилла и обкладки листьев Сл-растения Amaranthus lividusZ/Цитология. 1981. Т. ХХШ. Г 12. CT I4II-I4I6.

29. Биль К.Я., Медянников В.М. Образование продуктов фотосинтеза и их перераспределение в талломе морской бурой Еодорос-ли Sargassum pallidum (Turn.) С. Ag.//Plant metabolism regulation. Sofia. 1981. P. 83-96.

30. Ладыгин В.Г., Биль К.Я. Антенная форма хлорофилла фотосистемы II в хлоропластах листьев Сд-растений//Еиофизика.1982. Т. ХХУП. Вып. I. С. 37-41.

31. Ладыгин В.Г., Биль К.Я., Божок Г.В. Формы хлорофилла и структура хлоропластов мутантов Pisum sativum с нарушенной активностью фотосистемы I или фотосистемы П//Физиология растений.

1982. Т. 29. Вып. 3. С. 479-487.

32. Карпилова И.Ф., Чугунова Н.Г., Биль К.Я., Чермных Л.Н. Онтогенетические изменения ультраструктуры хлоропластов, продуктов фотосинтеза и их оттока из листа огурцов при пониженной ночной температуре//Физиология растений. 1982. Т. 29. Вып. I.

33. Биль К.Я., Любимов В.Ю., Демидова Р.Н.. Гедемов Т. Фе-. номен кооперативного функционирования в листе САМ- и С4-Ф0Т0-синтеза//Фотосинтетический метаболизм углерода. Свердловск.

1983. С. 47-57. " *

34. Биль К.Я., Любимов В.Ю., ТрусоЕ М.Ф., ГедемоЕ Т., Ата-ханов Б.О. Участие трех типов автотрофных тканей е суточной динамике ассимиляции СО? у некоторых представителей сем. Chenopo-diасеае//Ботан. журн. 1983. Т. 58. ГIV С. 54-61.

35. Ладыгин В.Г., Фомина И.Р., Биль К.Я., Москаленко A.A., ШиршикоЕа Г.Н. Хлорофилл-белковые комплексы зеленых водорослей и высших растений. Идентификация хлорофиллсодержащих полос в геле с использованием мутантов хлшиидомонады//Биохимия. 1983. Т. 48. Вып. 9. С. I42I-I428.

36. Фомина И.Р., Биль К.Я., Ладыгин В.Г., Москаленко A.A., Магомедов И.М. Хлорофилл-белковые комплексы зеленых водорослей и высших растений. Гетерогенность комплексов хлоропластов диморфных тканей листьев Сд-растенийУ/Биохимия. 1983. Т. 48. Вып. ЮГС. I604-I6I0.

37. Мухин E.H., Незнайко Н.Ф., Маевская З.В., Биль К.Я. О локализации ферредоксина и пластоцианина е ассимиляционных тканях листьев кукурузы//Физиология растений. 1984. Т. 31. J," 4.

С. 746-751.

38. Атаханов Б.О., Любимов В.Ю., Биль К.Я. Структурно-функциональные особенности фотосинтеза у некоторых растений пустыни Кэракумы/УСовременные проблемы биохимии и физико-химической биологии. Институт биохимии АН СССР. М. 1984. Часть I.

С. 149-152. (Рукопись депон. в ВИНИТИ 05.07.84, Г 4707-84.Деп.).

39. Биль К.Я., Фомина И.Р. К вопросу о метаболитной регуляции образования комплекса фотосистемы П к хлоропластах клеток паренхиыной обкладки Сд-растений/УБиохикия. 1985. Т. 50. Вып.2. С. 219-224.

40. Bil' K.Ya., l'omina I.R., Tsenova E.H. Effect of nitrogen nutrition on photosynthetic enzyme activities type of pho-tosynthates and photosystem 2 activity in maize leaves//Photo-synthetica. 1985. Vol. 19. N 2. P. 216-220.

41. йобимов D.E., Биль К.Я. Сезонная адаптация фотосинтетического аппарата ксерофитов к экстремальные условиям произрастаниях/Физиология и биохимия культ, растении. 1985. Т. 17, Г 2. С. 122-125.

42. Биль К.Я., Фомина И.Р. Взаимосвязь фотосинтетическсго углеродного метаболизма и фотохимической активности хлоропластом в листьях кукурузы//Физислогия и биохимия культ, растений. 1985. Т. 17. Г 2. С. I18-122.

43. Тищенко H.H., Фомина И.Р., Биль К.Я., Магомедов И.М. Активация аммонием фотодыхания у Сд-растения кукурузы//Докл. АН СССР. 1985. Т. 281. F I. С. 2531256/ *

44. Герц С.М., Биль К.Я., Крупенко А.Н., Ладыгин В.Г. Некоторые особенности фотосинтетического метаболизма углерода у мутантов хламидомонады с неактивными ФС I или ФС П//Физиология и биохимия культ, растений. 1985. Т. 17. I? 3. С. 249-253.

45. Атаханов Б.О., Любимов В.Ю., Биль К.Я. Структурно-функциональное разнообразие фотосинтетического аппарата растений. обитающих в Центральных Каракумах//Труды ИПФС АН СССР (Деп. в БЙНИТИ, J" 5301-85 Деп.). 1935ГС. 12-25.

46. Биль К.Я., Ф омина И.Р.,. Стахов Л.Ф., Макаров А.Д. Стимуляция белкового синтеза е колосьях ячменя линуроном//Физиоло-гия растений. 1985. Т. 32. Вып. 5. С. 969-975.

47. Герц С.М., Биль К.Я., Крупенко А.Н., Ладьтин В.Г. Особенности фотосинтетического метаболизма углерода у некоторых мутантоЕ Chlamydomonas ге1п1гагйИ//Кинетика фотосинтетического метаболизма углерода в Ся-растениях. Таллин. 1985. С. 114.

48. Bil' K.Ya., Pomma I.R., Stakhov I.F., Makarov A.D. Effect of linuron on barley ear photosynthesis and grain yield //PhotosyntheticQ. 1986. Vol. 20. N 2. P. 131-138.

49. Любимов В.Ю., Атаханов Б.О., Биль К.Я. Адаптация фотосинтетического аппарата растений пустыни Каракумы к экстремальным услоЕиям//Физиология растений. 1986. Т. 33. Вып. 5. С. 88850. ШабноЕа Н.И., Фомина И.Р., Биль К.Я. Влияние форм

азотного питания на накопление азотистых соединений в онтогене-зе^кукур^зы/^Физиология и биохимия культ, растений. 1987. T.I9.

51. Биль К.Я., Фомина И.Р., Герц С.М., Комарова В.П., Макаров А.Д., Бирюков C.B. Действие линурона на метаболизацию экзогенной сахарозы растениями озимой пшеницы различных геноти-пов//Докл. BACXHMJu 1987. ?" 3. С. 5-8.

52. Bil' K.Ya., Pomina I.R., Shabnova N.I. Content of nitrogen compounds in Mai ze shoots, structural and functional features of photosynthetic apparatus under ammonium and ni-

trate nutrition//Photosynthetica. 1987. Vol. 21. H 4. P. 525534.

53. Биль К.Я., Фокина И.Р., Кабнова Н.И. Состав азотистых соединений зеленой массы и структурно-функциональные характеристики фстосинтетического аппарата в онтогенезе кукурузы в условиях дифференцированного азотного питания//Ксмплекснсе изучение продуктивности агроценозов. Пущино. 1987. С. 174-190.

и4. Ладыгин Б.Г., Биль К.Я., Семенова Г.А., Колмаков П.В., Ластивка A.Ii., Титлкнов Э.А. Структурно-функциональные показатели хлоропластов Ulva fenestra Va на разните стадиях онтогене-за//Физиология растений. 1989. Т. 36. Вып. 3. С. 460-471.

ab. Биль К.Я., Фомина И.Р., Иабнова Н.И., Терехова И.В., Ценова E.H. Влияние аммонийного азотного питания и уровня освещенности на активность ферментов фстосинтетического углеводного метаболизма у кукурузы разных генотипов//Бисхимия. I9Ö9. Т. 54. Вып. 7. С. Í12Б-1131.

Ь6. Колмаков П.В., Биль К.Я., Титлякос Э.А., Лапшина A.A. Фотосинтетнчсский углеродный метаболизм красных, бурых и зеле-нмс водорослей-макрсфмтов в разные периоды жизненного цикла// Экологические аспекты фотосинтеза макроводорослей. Владивосток. IQ8Q.

Т-II283 1б.06.е9 г. Зан. I932P Тир. 150 экз. Уч.изд.л. - 2.0 Отпечатано на ротапринте в ОНИ НЦБИ