Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование влияния биологически активных веществ на первичные процессы фотосинтеза высших растений люминесцентными методами

ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Исследование влияния биологически активных веществ на первичные процессы фотосинтеза высших растений люминесцентными методами"

/I я ь .

ГОСУДАРСГВШШ КОМИТЕТ ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ СССР

МОСКОВСКИЙ! ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬОКОЛ

шш!1 и орлша трудового красного знлтш

ГОСУДАРСТВРНШЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В, ЛОМОНОСОВА ' Физический (факультет

На правах рукописи УДК 581*132:632.954:535.37

ЗАДАХ ГАШИШ

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИТИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВННХ ВШЕСТВ НА ПЕРВИЧЯЧЕ ПРОЦЕССЫ ФОТОСИНТЕЗА ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ ЛШИНБСЦЕНТШМИ МЕТОДАМИ

специальность 03.00>02 - биофизика

авторвфврат

диссертация на соискание учекой степени кандидат $изпяо-ма?вма|пгческих наук

Москва 1990

ч

Рш^ота вчлолнана в Московском государственном университета им. Ч.В. Ломоносова на кафедре (5ио$изаяи физического факультет«

Научные руководители:

доктор физико-математическик наук, профессор А. К. Кукушкин, кандидат физико-математических наук М.К. Солнцев.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, с . н. с, П.С. Венедиктов, доктор физико-математических наук 9.А. Смирнов.

Ведущая организация: Институт химической физики АН СССР им. Н»Н. Семакова, г. Москва.

Защита состоится " ''" &91 г. в " /'^ "часов

на ааоеданин специализированного совета * 3 ОЭТТ /К 053.05.7?/ в М1У им. М.В. Ломоносова по адресу: 119899, ГСП» Москва, . Ленинские горн, МГУ, физически* (факультет, ата

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ.

Ф 1991г.

Автореферат равослан _

УченнЙ секретарь специализированного совета кандидат

фпзико-математических наук Т.Н. Козлова

1. Общая характеристика раОотн

, Лротандака проблем у, дцтуа^ьност.ь« Процесс фотосинтеза • висших растений протекает в хлоролластах - энергопреобразую-;их органеллах растительной клетки, В ходе этого процесса про и с.-:одит поглощенно , запасание и преобразование световой энергии ютосинтезируюсум: органелламя. Б настоящее время исследование тих процессов остается актуальной задачей в связи с необходимостью создания нових источников онергии и повышения продуктив- ' ости фотосинтозирущих объектов.

Как известно, фотофизический акт поглощения света молекула-и хлорофилла и вспомогательными пигментами, перозодит их в воз-ул'доньоо состоаше, Энергия электронного возбувдения мигрирует атем по пигМактмол матрице к реакционным центрам, где проиохс-ит разделение' зарядов и при этом образуйте« первичный окиоии-ель к первичный восстановитель.

Затек происходит перенос электронов на чторичиыв акцепторы, окислеинне роа]'лион)1ыв центры второй /Р680+/ я первой /Р700+/ моеистом восстанавливаются соответственно .электроними. посту-шдилш от поди или от компонент цепи электронного транспорта )зду фотосистемами. В конечном счете реакционный центр первой )тосиств,'.!ы передает эектрон на НАДФ4. А образованный в резулъ-г9 НАДИ! участвует в цикле Кальвина.

Эта первичные процессы фотосинтеза можно исследовать различив! физическим; штодаш и среди них метод гершлшинесценшга' Л/, который позволяет по излучению, испускаемо^ првдваритель-облученним объектом во врв(ля нагрева образна получать инфор-цию о запасании световой энергия в процессе фотосинтеза при имшотфопашш сиетош разложения воды листьев и изолироьан-х хлороиласто» гыс^ах растений. В связи о этим этот метод дает икгльную ««формацию о характере и механизма действия многих ологнчески активных пещоетп /гербицидов, фунгицидов, антибкоти-о, аптиоксцдантов, нистпцздоп и других/ не первичные йрошссы госинтоза, в частности, на функционирований системы разложения им в висиях растениях. ..¡етод ТЛ наряду с методом медленней и к-кщш ч'муорссцинщт и электронного парамагнитного розопаиса

И1/ является унлкалышм методом исаледопашя обрнтних реакций юмбипации отриидтильних ьар>июв акцепторной стороны второй "оеист«.^ /¿Сс/ с ко-'(о;«итолы«ми дырка-.« система резломнил Во-

да и позволим оггределять мбсто действия в цепи электтнного тран аорта /ЦЗГ/ различных гербицидов.

Цель ;; задачи работы. Целью настоящей работы явилось исоладо! низ характера у, механизма действия ряда биологически активных веществ на первичные процессы фотосинтеза в листьях и хлоропластах высших растений. Для определения места действия гербицидов иа ЦЭТ, разработана методика сравнительного изучения при разных температурам: облучения /Т0<5л/ ЯЛ листьев растений, обработанных гербицидом о, известным и неизвестным механизмами действия и местом посадки.

Научная новизна и практическое значение т^ботц. Основные результаты диссертации являются новыми'и оригинальными, Нсследовашк ТЛ ластьев и хлоропластов растений в присутствии биологически ают нкх веществ дало новую информацию о кошсоетном мосте их действия, ка акцепторной или на донорной сторонах ФС2, которая не могла бытз получена другими методами. -

Исследование влияния биологически активных веществ на первичные процессы фотосинтеза в зависимости от возраста, яруоа растеш позволило проследить динамику их распределения и иерархии воздейст вия на растение.

Установлено также, что одновалентные ионы участвуют в регуляции первичных процессов фотосинтеза ка уровне ФС2.

В процессе экспериментальных исследований установлено, что сс местное с удобрениями применение гербицидов является более аффект! ним их использования в отсутствии удобрений.

Данные но влиянию различных доз гербицидов, а также их смесей с жидкими удобрениями позволили научно обосновать и уточнить рекомендации по использованию этих веществ а сельском хозяйства дяя борьбы с сорняками в посевах культурных растений. Исследования по: волили также проследить связь эффективности действия гербицидов о данными по сравнительному ингибирукде^ действию гербицидов разлде пых классов на первичные процессы фотосинтеза.

Апробашя шботн. г.5атериады диссертации доложены на XIX научной конференции молодых ученых биологического факультета ИУ /апрель 1987 г., Москва/, XX научной конференции молодых ученых бколс гического факультета ¡.НУ /апрель 1938 г., Мооква/, Всесоюзной конференции "Наука и производство в решении кокамхской пройлеш "Антибиотики" /ноябрь 1989 г., Москва/. Всесоюзной конференции "Преобразование световой энергии в фотосюиезкрувди сиот««ах и гд><

делях" /июнь 1989 г,, fiyujinio/» УШ Всесоюзной конференции "Магнитный резонанс в биологии й медицине" /май aS3Q г,, Звенигород/.

Результаты диссертационной работы опубликовала в 11 статьях в куриале "Известия АН СССР" /Серия биологическая/ и сборниках научных трудов.

Структура .т^богац Дийозртатл состоит из введения,

грех глад» заключения» выводов и списка литературы. Она содержит 262 странный, включая 56 рисунков и 23 таблицу. Список литератур!; включает 162 ссылки на работы советских и зарубежных авторов.

2. Содержание работы

Рла^а Д. .Обзор литературу. В этой главе изложены литературные данные о механизме ТЛ при фотосинтезе и рассматриваются характерно-гики пиков ТЛ*" Также рассмотрены физические параметры, полученные ï помощью ТЛ и уделено пиитике Применению метода ТЛ для Изучения Х2.

удава.2.. Методика .эксдешдаенгря. Данная глава еэдердсит oraica-liie объектов и методов исследования: ТЛ, ¡'.Ш> и ЭПР, Объектам;! ис~ иодокишя служили листья высших растеши!: культурных - бобов, пшениц, ячменя и огурцов л сорных * сурепки, подороншка, пырея, осс-а палевого, одуванчика и иикультаса. Изучались такха хлоропласт« яисса Б из листьев бобов. В этой Главе кратко описаны эксперимент алыше установки a методики проведения стандартных измерений*

Глава-3.^кспом^оитальна.^ часть. В этой главе изложены рс-удмати экспериментов по изученио зависиаотл ТЛ и от физио-oriPiecKoro состояния растений я различных внесших фнзико*хикзгчес-их Çzmopov,

3.1» Запшзамгть ТЛ и ЩК> от физдалогичзского состояния расте-йЙ и разгшчтаи виотних факторов» В этом раздело приводятся и об-уждамтса результата экспериментов,на основа kotodux била изучена ависимость штеисийности ТЛ листьев бобов от возраста растений я г Тобл» На рйс, 1 показаны изменения положойия и интенсивности пи-эв ТЛ при разных Тобл вдя лцетьоа Ю-дневник бобов»

На рис. 2 показана зависимость ... PffiLn ».... = £ от ТлЛ. для

So6[:i/-30(1c/ с «йл

1сть«в бобов: молодых Ю-днепиых « зрелых 19-дневних растении, lla-

метр £ представляет Сибой отноеюнио ойдой спотосу;.:.-! ТЛ при пс-

едусгдой ra>:bi:py".:.;oit Т0(5л к светосумло контрольного парного листа.

Рис. i,

Характерные кривые ТЛ листьев 10-днев них бобов в зависимости от температур облучения. Ва кривых указаны температуры облучения. По оси абсцисс отлоке на температура регистрация. Все пунктирные линии получены при Тойл= -30°С

60 70?С

1.4 е

1,0

С.о

Рис.

Зависимость 6 от темпера1: рн облучения листьев бобо] разных возрастов.

1 - 10-дневнне;

2 - 19~дневкые.

_1__—I—1—1.

-90 -70 -50 -30 -10 10

Тобл'°С

эблученного при температуре -30°С, Такую нормировку светосуммы на 5общ/-30°С/ мы ощущены делать из-за вариабельности исследуемых ;<3ъектоп. Полученная зависимость отражает гот факт, что элэктрон-1ш5 транспорт у молодых растений более эффективен, чем у зрелых три любой Тобл.

УЗр^с) ' о

г С "л

Дашше по зависимости параметра ■ -----------, „ ■ ^

• . За^-300^ +150б1Ц

ювазивавт вклад светосуммы пика А(5д] /от рекомбинации й^а ,

в общую светосумму^$об1Д*| от температуры облучения позволяет оценить содер:ган.:е и зу-состояний по сравнению с другими )остоа.,ли,ти. т.о. uojf.no оценить относительный вклад состояний I 3} в обИ1у» светосумму ТЛ. Отметим, что 50ЙЩ • пропорциональна гслной энергии., запасенной объектом. Обнаружено, что велич;. ю 8 I у молоди* н у более зрелых листьев бобов «мест два максимума, >дин одинаковый для обоих образцов при Тоб^- -20°С и другой-раэлич-шй. Сделан вывод о Том, что у молодых бобов 3^ -состояние не иакап-шваотся при виа'е 0°С, а у более зрела« 3^ состояния не накапливаются при *Гос5л вике -10°С, т.о. -состояния более стабиль-м у 1.*олодцх растений.

Такте била изучена зависимость ТЛ хлоропластов 20-дневных и'стьев бобов от 5ойщимеот максимум при,Тобл = -30°С,

интересно Ото изучать зависимость ТЛ ст номера яруса листь-1в /обозначения ярусов снизу вверх/. На листьях 17-дневних бобов, 'бдучешшх при температуре -30°С, били получены следующие розуль-ати. Общая свотосумма ТЛ увеличивается по мерс увеличения номера груса. И то яе время Бд/ Бд^щ уменьшается по мере увеличения но-гера яруса.

Завис¡шостъ интенсивности ТЛ ст номера яруса била изучена екжо на более молодых 14-диевних листы« бобов, облученных при 5°С. Обнаружеио, что $0(5.а меняется немонотонно, достигая макси-йльного значения у второго яруса. Эти розультатн коррелируют с езультатами, полученными методом :«И«>. Параметр Р^ /Рт , харак-еркэуиадй степень тувония флуоресценции имеет минимальное значо-ио для второго яруса, т.о. листья второго яруса облодаит меньше!! пособпосгь» к рсгуля;хшг з^чгстяшюстя лорпичннх процессов (ото-интоза но сравнении с другими.

Действие хпмиче ких педостп на ТЛ и ¡¡астений, а раз-ели ^,«.1. изучай сне:1и;ичоскоо дойствло ионов иода и хлора на

регуля?оркыэ процессы в фотосинтетических мембранах.

Характерная кривая ¡в© Л1 i та боба представлена на рис. ЗА. G увеличением концентрации KI отношение Ppi / F<p претерпевает немонотонные изменения /рис, ЗБ/, наиболее сильно выроненные при больших концентрациях KI Превышение Р^ / F*, над контрольными значениями при 10_1М может быть обусловлено изменением электрического потенциала мембран- • а соответственно условий протекания реакций в ФСЗ и ФС2, В результате етого степень восстановланности акцепторов в ФС2 и интенсивность флуоресценции в момент достижения оказывается выше чем d контроле, Т^/а /вРе*ш полуопада интенсивности флуоресценции от шксималького значения до стационарного V<¡, / гтл этом уменьшается, что также указывает на ускорение процесоов, связанных о функционирование^ £02.

Методом ТЛ обнавуаен эффект тушения ТЛ в присутствии KI /при концентрации KI вида 1СГ%/, что может быть использовано для определения проницаемости различных фотосинтетических мамбран для ионов I* .

При изучении влияния конов сх" на TJ1 обнаружено, что при увеличений концентрации С1~ до 2- ÍCH^M КС1 в суспензии тплакондных мембран разобщенных хлоропдастов, из которых удалены ^оны,наблада-ется сдвиг макиадуш пика В. /от рекомбинации s^ Qq, s2 q£/ ТЛ в область более низких температур на 25°С, Это явление моает быть обусловлено пак структурными изменениями шмбраа и соответствующим изменением окколйтелъно^аойотаяовиташюго потенциала адюшш ак«* цевторов электронов <¡¿ и Qa, так п возрастанием оф|адташости s¿ —s^ переходов в комплексе выделения кислорода /КВК/ при увеличении концентраций ci" .

Рис. а ¿,б.

Д «• характерная кривая мацшшо& шшуищи флуоресценции листа 1-го яруса 2-недального раоте-ция боба. Bpoiíii адаптации к тодозто 10 ша,

§ - из&иаоиая в npsüytersüís к! .

1П~7 1Q-5 10-3 1.1Г1 10

В раздело 3.2.2,1. изучено влияние д1Г"роиа и этанола на кон-»ерсизо световой энергии,запасенной в листьях и хлоропластах бобов. Сказано, что при исследовании ТЛ и МИФ листьев растений и хлоро-¡ластов необходимо учитывать влияние па полученные параметры этано-а уже при концентрации 0,1 %.

В раздело 3,2.2,2. приводятся результаты сравнительного „зу-еиия действия лиурона и одного из производных сим-триазина * тер-утрина на ТЛ к Г.!№> листьев 1-го яруса '8-дневных проростков пшеницы орта Кавказски*!", выращенных на растворе Кнопа. Концентрация гор-ицвдов /1 % этанол/*

Бипо обнаружено, что.общая оветооуша ТЛ в присутствии диурона ри всех исследованных температурах облучения бол-те, чем в присутсг-1И тербутрина. С другой стороны, в присутствии диурона наипнее вы-1«он вклад в общую светосумму полосы А ( $0<зщ)/рис.4/. Эти дан-т свидетельствуют о болов сильном ингибирующем аффекте диурона по >авненига с тербутрнном, который действует подобно диурону, но сла-

19.

Отсутствие тушения флуоресценции у листьев растений, обрабо-нннх диуронш и торбутрипом чорез корни, свидетельствует о проилк-вении гербицидов а листья через корневую систему и эффективном гибированкн электронного транспорта мбаду ФС,

В разделе 3,2.2.3. изложены результаты экспериментов по дой-вию функционально замещенных галоидяириданов на запасание евето-й энергии в листьях первого яруса 10-дневних проростков культур-

Ю

Ю

О

О )

)

Рис. '4. Относительный валад светосуммы полосы А /плошадь под кривой ТЛ в интервале температур регистрации -40 4 0°0/ в об-|цув свотссушу кривой ТЛ листьев б-дневной лшшщы в зааксиыостп от Тойл.

1 - контроль,

2 - тербутрин,

3 - диурон.

ЧН-

-70

а Г

обЛ*

-ьи

-30

-10, °с

гурного ¿/астения пшеикщг сорта "Кавказский" и 3-4 ярусов 60-дновн /со Д'ч'к пс^.акк/растени;; сорной суропки. Пшеница выращена на "раот воре '.'.'.tona, сурепка а почве, Изучены гербициды лонтрел и нитрил д хлсрпш.олпиоаая кислота Д1ДХ1К/,

Кркике ТЛ листьев контрольных -растений сурепки имеют более слоулую структуру, чем у шиеншщ к более интенсивную TJL в области О 30°С. Другое отличие сурепки от пшеницы - наличие двух максим; ыов на кривой зависимости S от температуры облучения» 7 шмзию , макс ш,{ум 50бц приходится на 20°С, у.суоепки, независимо от сезон; и способа обработки, максиму;.® S00¡]} приходятся на TQÖiJ « -20°G и Тобл = -10 + ~50°С, Максимум отношения S S0ÖU1 у листьев лшешщ обработанной лонтролом сдвигается в более низкотемпературную облас /~30°С/ по суавнешга о контролем/-20°С/. Сделан вывод о тон, что лонтрел слабо влияет йа акцепторную часть и • значительнее на донор-нув часть 4€2, яреп тотвуя переходам йааду Зз 11 sk -сосгоянияма й Сшкехш интенсивности ТЛ у сурепка О области температур 45 * 70°С объясняется тем, что лонтрел препятствует реакциям вделорода с jipo дуктачи деструкции хлоропластов, Бозтвдазйеог б процесса закораки-ваипя-разморагиванкя листа, В отличие oí яолтрзла НДХШ кик у сорного, так к у культурного растения дойсгсзовака но только на КВК, но и «ягибароиапа олзктрошшй транейорт иезду ФС2 и '6С1 годобко ди рону.

Общал сьетосугла TJÍ песенной сурепка, обработанной лонтрелом /через корак/меньше cüSTocyi/ды контрольной 'сурепки sa исключением I' 6¡J - -30°С, Отиоионио сеетоеума S//Soä2, у листьев сурэпки, обработанной лонтрелом, ¡m&s mvssssfiu при TQ¿ - ~20°С( хах и у naoнаци.

В раз,* эле 3,2,2,4» дре;'сгайлейа результаты исследования действия гербицидов класса пгрхдашшздазожюоша 'л сентора на фотосинтетический аппарат куль^уог ¡x а сорных одно»« а двудольных рас-•reiiiiii.

Методом 31IP установлено, что иикубахг»я хлороидаоюа бобов с асевртом, ароекалом и пурсвигом дао прв «кюпошшши ковдзнтрачдай [Р700+]/[ герб,] -- 1/40 не приводит к ингибиросанию переноса ¡элакт-ронов махну ®J1 й ФС2. Эарегистфовано утшзШшв величины аава» м"тра ¿А/А, которое связано с относительным изменением притока электронов от <Ю2 к Р700+ и вйбрано в качестве моры актшлюсги 4С2 хлоропласта j до максимального значения, равного Í. При этом ь?.^ людалось небольшое умайьшение сг адионарного уровня. P70ü':" на свету

о а 707 нм и утанькенпо Бремени затухания сигнала 31 [Р от P7Gü+ п присутствии Пиридияпмвдазолинонов, что можно объяснить их влиянием на установление редокс-равновесий в НЭТ.

Действие септсра /рис. 5, кривая 3/ отличается от действия vpex тиридилншдазолинонов. При соотношении концентраций [Р7С0+]/[горб,] = L/10, септер уменьшает величину ДА/А, т.е. ингибирует приток алокт-ооноз к Р700+, Кроме того, в ответ на включение белого света, оеп-гер вызывает заметное увеличение уровня P7GQ1', т.е. усиливает отток >лектронои от Р700 на Оелом свету. Таким образом, в отлично от иридилитяадазолшюиса септер, вероятно, действует по крайне;! море в. шух местах ЦЭ1: па акцепторной стороне 'Х2 ц на акцепторной стороне >С1.

Наибольший интерес представляет, однако, изучение действия •ербпцидов на фотосинтстический аппарат целых растений, поскольку лоропласты не обладают специфичностью и для многих, особенно сор-ых растений, методики их'.выделения но разработаны.

У листьев растений д'пудольного подорожшкя и однодольного яч-еня, т!кубиропа]1иих°араоналом, ассертом, пуревнтом и соптерсм, ривыо !й№ отличались от кривых МЖ> этих растений, обработанных ди-роном, что свидетельствует о различном действии этих гзрбиыэдов а фотоспптстэтеский аппарат растений.

На ТЛ 12-hhcehux листьев тяеницы, выращенной в воде, только осекал действовал подобно дкурону. Он значительно умзиынид вклад вотосуммы пика А в обьтуи светосумму ТЛ и увеличил гербпцпдннй пик.

lia ТЛ лкегьов 7-дневной твешш, выращенной на воде, септер »шлет подобно диурону* Изменение пика А мы связываем с влиянием зрбищада на допорную часть К2, что иокно объяснить увеличенном слада а ТЛ реакций .рекомбинации зл. Зто особенно четко проявится при Т0(М ~ -20 -!• -4Ü°C.

Появление горбищщиого пика-с максимумом, смещенным по сравнено с пиком В, хорошо замотно пои Т ^ = -40°с /рис. 6/.

На кривых ТЛ хлоропластом Ообсв, облученных при -30°С пириди-мшшоллкогш и сектор йизизают смещение максимума шиш iS q сторону лое высоких температур и исчезновение полосы А, как в присутст-;и днурона, Септер увеличивает светосумму muta В, Это моаю обгнить накоплением Qg за счет уменьшения оттока электронов от QB 'XI, т.е. частичным иигибироваинем И'Л мозду -фотосистемами за зв рсносчиком, что подтверждено такко методой LÜ1P.

/.з данных, получг'шшх методом ТЛ для двудольных сорных растя-

70? 650 70? 6О.707 707

Рий, 5 „Ккнетичеакие кривые шислительно-восстаноаителыюго превращения р?00 в хлоропласта* бобов /концентрация хлорофилла около 2мг/мд/:

1 - контроль-:«*, 1% втакода и в присутствии

2 - диуроиа, 2 • 1Г~5М | 3 - септера, 3,3* Ю~5М| 4 - асоерта, 10-4М; б - арсенала, 1(Г4М;

6 - пуровита , 1СгЛи. Концентрация метилакологена б ' 10 М. Стрелками доказаны мо-енгч включения, . пьнишчения и переключения / | , | , соответственно/ опета соответствующей длина волны. Условия записи: мощность СВЧ-анэргии 10мВт, амплитуда ВЧ-ыодуляции 8э,

Зтгг усл-0л-

Рис. 6. Кривые ТЛ листьэв 7-дневной пшеницы, контрольных а обработанных септором при разнчх температурах об******* /тобл/-

- - - контроль, 2 % этанол, ——-— 6,6 10~°М сестера ..

ий одуванчика я осота полевого, обработанных септером, можно сде-ать. вывод, что соптвр влияет на перераспределение з -состояний ЭК и слегка ингибирует /у осота/ перенос электронов между 3А и зв

Таклм образом установлено, что пирвдилииадазолиноны и септер >-рааноыу влияют на запасание я конверсию- световой энергии в фо-эсинтетичееком аппарате одно- а двудольннх растений, Пиридшшмк- • *золинош в большей мера влияют на донорную, чем на акцепторную Ророну; ЗС2. Септер у ряда растений: вызывает ингибированке ЦЭТ кзду двуш ФС, подобное диурону, однако,его сффект слабее и место (гибироваиия, по-ътякощ, обличается от места ингибирования дку->ном.

В разделе 3.2,2,5» .изучено действие гербицидов группы сульфо-а шчевшш /дкалека, глина, гранотара и харвднн/ и комплексных ютннх смесей /КАС/ на ТЛ' и МИФ листьев бобов, ячменя, пикульника хлородластов бобов.

Установлено, что действие глина на ботосиктетически!! аппарат стйоа бобов отличается от действия диурона.

При обработке хлородластов бобов гербицидами/глин, гнакс?ар,

хармони/ установлено, что эти гербициды действуют на кривые TJi хлоропласюв подобным образом. Незначительное изменение полохенш максимллов пнкоп ТЛ и существенное влияние, их на полуширину пик 3 позволяет предположить, что гербициды действуют преимущественно па донор;ую сторону ФС2, стимулируя накопление з^-состояшй и Сл кирул образование состояний s^ /рис. 7/, в отличие от действия д уроца, который в малых концентрациях 'влияет преимущественно да ак цйпторкую сторону W2.

Так» изучалось действие этих гербицидов на культурное' /ячмень/ к сорное /шкульняк/ растения.

Очбор« проб для исследований ТЛ и МШ> листьев растений прово дипи через сутки после обработки, через fi, 14 суток и через месяц Из сравнения действия диалена на ТЛ через сутки я 6 суток пе ло обработки ячменя водно, что через 6 суток более существенные различйя кривых ТЛ зафиксированы Ирм Тос!л = ~50°С, При этой температуре электронный транспорт ыоаду QA и Зц в значительной мере блокирован. Поэтому отличия кривых ТЛ "онтролышх и обработанных дигаленом листьев ячменя шгут быть обусловлены существенными изменениям!, ноолсшедшими на донорной стороне <JC2 через 6 суток поело обработки /рис. 8/.'

Стимуляция интенсивности аию В^ при обработке дналеном лреп ев яч:танл может быть вызвана стимуляцией переходов из s2 в s3~ состояния КУК /рис. 8 Б/. С другой стороны, возможно, что дяален оказывает спустя 6 суток более глубокое влияние на акцепторную

1'лс. 7. щепа^атов группы суль'кжилгочоьинк 1.аз.,;;;ч!п:х кон-

на ТЛ хлосопластов бобов. Цифры ул кривых - концентрация гоj•¿»•■у.г.с» / мучь/л /.

------ ai« оылОопгн гврбгцзда:«,---кон.. чль.

3TJI, усл.одц

-40120 0 30 60 -20 30 60 -20 0 30 -60,0С

А Б . В

¡. 3 Изменение ТЛ. листьев ячменя, подвергнутого обработке городами .

■ через сутки после обработки:---дпален, - .- глин,

—— контроль; Б - «срез 6 суток;---дивлен, --—г контроль;

■ через :.гасяц. Облучение при -.30°С. Слева на кривых ТЛ обозка-а температура облучения образцов.

ть ФС2, чем через сутки, А именно, блокирует пареное электронов ду йд и <3з .В атом случае наблюдаемый пик шкет иметь герба-ньк характер.

Спустя 6 суток после обработки ячменя тербищздагсь-КАО изменп-ь положения пяков ТЛ по сравнению с контролем. 1'иш;ка А смсща-fi в область более низких темпертагур, причем наиболее зкачитель-fipií обработке дийленом. Это позволяет предполояить ярошдуяеетвеи-нлпякие гербшадов на донорнуа сторону ФС2, Й отличие отячмшш, пройдя через гепшг-ум около 40°С при дальнем нагревания листа .пякульнпка интенсивность ТЛ возрастала, йя лГаем, что это обусловлено'более а$фзк.тий:шки, по сравнзшзз с знем, рошадшаза продуктов деструкции мембран хлоропластоз с iu:c->дом, прзисходтцих при зпюрайша(шк-разшра>:а:вшпгл образца. )тя одни сутки после обработки пикулышка гербицида?-!:: найлкда-i более значительные отличия в положении пиков ТЛ rrpu Т ^ = >С, по•сравнению с ячменем /рис. 9/. Лри действии гербицидов на ячмень максимум asm А скеиялся в

Зтл. У", вд.

-40-2и 0 30 €0 -20 0 30 60 -20 и 30 60, °С А Б В

Ряс. 9. Влияние сульфоиклмочевшших препаратов и их смесей о КАС-ом па ТЛ ^¡икульпика. А - действие дналена на ТЛ при различных температурах облучения спусти б суток посла обработки: * - -дивлен,

-контроль; Б - влияние различных-гербицидов на ТЛ через 6

суток после Обработки, Тобл= -30°С, 1,3,6.9 - контроли, 2 - хао-ыош: + КАС, 4 - глин, б - глин +■ 1\А0, 7 - Дйалек, 8 - Диален + КАС 10 - грапстар + КАС, 11 - грапстар; В - действие диалвна при различных Т ^ через две недели после обработки: - диален, ■■»—- контроль,

область высоких температур, а при действия на гшкульмик - к низким температурам, прячем незначительно. Учитывая гакжо, что глин и дяа-лоп стимулировали рост гербиымдиого пика у пнкулынша, можно сделать вывод о том, что у пикулышка влиянии гербицидов более год-перлона акцепторная сторона а у ячменя - донорная.

Из рис. О ладо, что тенденция к поя&леий» полосы С ври не-, которых температурах облучения у .обработанных диаязном и некоторые м;-. другим;! горбнждамл наблюдается узв через неделй после обработки к получаст и&иболычоа развитие чероз две (юдоли. Таким обрзом, аоз:^стапй> игтелепвносп: полосы С мокно считать тестом на необратимые пэи;'СЭДон;и! ксслсдусшх объектов.

Чо;-ез М';ай( после обработка пикулынг«; погиб. Методами ТЛ и установлена, что спустя месяц после обработки всеми гербицидами ^ункциокироганид Чогосинтетачоского аппарата ¿¡чменя перестало от-

lb

ичаться от контрольных растений.

lío силе воздействия гербицидов га первичные процессы фотосин» еза их момю расположить в такой последовательности: глин, гран-тар, хармони.

3.3. Измокеняа люминесцентных параметров листьев растении при оражении болезнями. В разделе 3.3,1. изложены результаты изучения вменения ТЛ и МИФ огурцов двух сортов /"Изяишый" и "Электрон"/ ри поражении мучнистой росой,

Метода!,1ш МИФ и ТЛ установлено, что здоровые листья огурца сора "Изящный" обладают большей способностью к регуляции эфроктазнос-и первичных процессов фотосинтеза, чем здоровые листья огурца сора "Электрон".

Различия в ТЛ здоровых и болышх листьев выражены главным об-азом в полосах 0+30 и 30+60°С /сплошные и штриховые линии рис.10 ,Б/. У больных лиотьов восприимчивого сорта "Изящный" сзетосукма беих полос 0+30 и 30+60°С больше, чем у здоровых, что свидетельс-вует о снижении эффективности первичных процессов фотосинтеза при оракании мучнистой росой. Это хорошо согласуется о данными ¡."!#: арамвтр Ppji/Fr для пораженных заболевангем листьев сорта "Изяж-ui¡" меньше, чем у здоровых. Что касается устойчивого сорта "Злек-рон", то cBoiocyi.wa ТЛ при поражении увеличивается только для позем 3U+60°C, а для полосы 0*30°С $0(3щ ТЛ болышх /зараженных/ кстьов дак;е меньше, чем здоровых. Гаккм образом,эффективность яектронного транспорта у сорта "Электрон" снижается при поражении ¡пнистой росой в меньшей степени чем у сорта "Изящный". Этот ре-ультат согласуется с дакнюла МИФ: уменьшение параметра Fp1/PT зараженных листьев по сравнению со здоровыми в процентном ото-внии для сорта "Улектрои" меньше", чем для сорта -"Изящный".

Иолучашша результаты позволяют предположить, что мучнистая эса, в основном, действует на <ÍC1. Однако, появление пика при 5°С ри Той,(- -30°С у листьев сорта "Электрон" и пика при 15°С при

-V0°C у листьев огутэда сорта "Изящный" можно объяснить и власом заболевания на ÍG2 подобно гербицидам дкуронового типа.

В разделе 3.3.2. представлены результаты изучения влияния ¡гнтшдов /байлотон и трцфшн/ на ТЛ и l'-ví» растений пшеницу двух шиН сорта "Магжлз" с генами устойчивости Sr9B я SrTt при по-жекки стеблевой оявчиноМ.

Было установлено, что исследованные гербициды частично ик-{бпрует перенос адоктшноп на докорной и акцепторной сторонах

ус-т.еп.

Рис.10 А.Б.Характерняе кривые ТЛ ?доровчх /сплоганче линии/ к пораженных мучаистсй росой /штриховое линия/листьев огур-пов сорта "Электрон" /А/ и "Изяшннй" /Б/Л-ме центральны* листья 13-днепних проростков; цифры у крквнх -температура облучения.

-30 О

1,-ь г у Ф* у сл. ел.

-70° О

л +20°

60,°с

30

60,°с

1(0 7тл/'сл'ед-

Рис.И.&шнше Фунгицидов на И листьев таенацц восприигэтивой линии й г .

1-ко51'гроль/ие зара-?.ешши лист/: '¿-ко!: тро ль/лист зараженный стеблевой шавчшгой/: 3,4-:юсл1 обработки зараженного листа ба лотокок три1шиом путем обр«' кияа;п:я'Ь,6~лосле обраоотш: за айниого листа б&Нпотопом три м.'.нок путмл полива.

-40 -20 (

20

4с • е(-,°с

с

о

• . Показаны шэтачия в параметрах ТЛ и ¿2*? листьев пкеикцк при личных способах обработки растений баМяетсном л тр1Ц,'У.но:.:.

11 видно, что обработка баилетсном путем опрыскивания /крк-[ 3/ значительно влияет на ТЛ зараженного листа- кр::ьач тенор:-юминает контроль /кривая 1 незаражеиного листа/. Ьтк даинне

• быть использованы на практике для оценки эффективности дспст-I фунгицидов на фотосинтетнческий аппарат.

Б разделе 3.3.3, изучено антибиотическое действие три в отношении ржавчинных грибов. Было установлено, что опрнокн-1ие растений пшеницы трихотецином в минимальных концентрациях 10 мкг/мл/ полностью задавало их от поракения тасавчинок.

Основные результаты и выводы.

Показано, что метод ТЛ может быть использован для изучения вл;;-1Я различных физико-химических факторов на фотоскнтетдческян затрат растений. Применение метода наиболее эффективно, если оолу-нив образцов проводится з иироком диапазоне температур. Установлено, что у 10-дневных листьев бобов з^-состоялкя ::в каалаваится при ? ^ выше 0°С, а у.более г.релих -состояния

накапливаются уже при. вике -10°С, т.е. э^-состояния бое тармостабильни у молодых листьев бобов. Данные'до ТЛ и МИФ указывают на участие одновалентных локоз С1"п регуляции первичных реакций процесса фотосинтеза на уровне 2. фи дефиците ох" блокируется переход меэду ц -состоя*« дав.

Показано, что этанол влияет на параметра ¿242 в ТЛ лкстьез г. орошшетов высших растений уже при концентрации О.Г>. 'Гербутрин из класса сим-триазинов, а такзз производные птзш-1: лоитрел и нитрил дихлорпиколинозая кислота, оказывают ::нг::б::ру-¡ве действие на электронный транспорт кеяду двумя фотос::стз:,л.,лп, также влияет на КВК однодольных культурных н сорных растений. Их |!;стшге подобно влиянию на ЦЭТ даурона, классического инибктора. , Установлено. что шфиднлимидаэолиноны и сектор по-разно:лу зли-)т на запасание я.конверсии световой эневгяя в фотоскнтйтпчсско:; шарьте одно- и двудольных растений. ПщждплшлйдазЬливонн з боль-Ж мере влияют на докорау», чем на акцепторную сторону Ф02. Ойп-эр у ряда растении вызывает. икгибкровааие ЦЭТ тгэлду дпуг.-я 'Х-, полное диурону. Однако, его слабее я ?.<шс?о глггибироззанкя.

по-видимому.отличается от места ингйбирования диуроном.

7. ■ Установленоt что действие препаратов группы сульфонилмочевти на (¡(I'i'efluHTea слабее чем диурона. Но силе воздействия их можно ; цределить в последовательности:глин, гранстар, хармони, Ыоста и: действия у культурного /ячмень/ и сорного /лккульник/ растений ; личаится. У ячменя они действуют на доморну», у яикульиика на а: цепторную часть ФС2.

8. Показано, что люминесцентный параметры лиотм» огурцов двух i тов: устойчивого к заболеванию мучнистой' росой ;t восприимчивого различаются и эти различия мсюаю использовать для мониторинга*

9. Установлены различия в параметрах TJI и ММ листьев пшеницы й; обработке растений фунгицидами байлешюм и трифмином, которые, нами показано, частично ингибируют перенос электронов на донорш и акцепторной сторонах ФС2, Покавано, что их влияние на ТЛ и МИ-зависит от способа обработки листьев«

Результаты диойвртадай изложены в следующих публикациях:

1ч Крипа Т.П., Караваев В.А., Солнцев U.K. йэмож

ния лшйнббШШШх параметров листьев огурцов при поражении wyw той росой// Проблемы современной биология/ Тр. конф. Москва, 19i Ч. 3. С.215-219. деп. в ВИШТИ ЛЧ СССР. 1288. № 6712-Ш8.

Юрнна Т.П.', Ташпа В., Караваев В.Л.. Солнцев М.К. ^пзио: гические особенности растений огурца, различающихся по устойчив« к мучнистой росе// Проблемы современной биологии/ Тр. конф. ;,;ос! 1387. Ч. 3. С.226-220. деп. й ВШГГЙ АН СССР. 1980. » <У?12-В83.

3. Ташиш Б., Юрина Т.П., Солнцев ¡М.К., Караваев Ь.А, Влшш) Фунгицидов байлетона и трифиина на процессы конверсии световой ; гия в листьях пшеницы// Проблемы современной биологии/ Тр. И Hi конф. молодых ученых биол. Ф-та Г.!Г/. Москва. 1S88. Ч. 2, C,32-3t доп. в Ш1НЙТИ АН СССР. 1989. 642-ВЗО.

4. Юрина T.ii., Tmiiia В., Сышцев К;.К., Катаваев В.А. йлинн; системных Фунгицидов на физиологические процессы растений писки-1 Si// проблемы сов;;г:ониоИ биологи../-Тр. XX науч. конф, молодых ученых биол. ;i-ra .V.17. ..¡осква, 10U0. Ч. 2, С.¿7-31. деп. в iiiiiufi Aii СССР. 1Ж. & 642-i39J.

Ь. Кузнецова Б.А», Солнцев ..i.K., ТамИл ii., Тихонов А.Н-. Срг телыюо исследование па]>«.\'агнит»шх центров и лпжшесцс-нтннх sap; тьристкк листьев к стойле/, высших раетоняй// i ."дультаи; ¡■у.-ц'.амо»

If

тальных исследований по приоритетами научным направлениям лесного комплекса страны/ Тр. Московского лесотехнического ин-та. Москва, 1389, Внп. 222. С.47-5?,

6. Солнцев М.К., Грибова 3.11., Караваев В.Д.,, Байрамов У. Б., Гашиш В. Сравнительное изучение действия диурона и тербугрина на

т б рмолюшн е с не ш ооо листьев дшеницы// Изв. M СССР, Сер, сиол. 1989. 6, С.936-939.

7. Ташиш В.» Солнцев К,К. Влияние диурона и спирта на конверсию светозой энергии, запасенной в листьях и хлоропласта*// Преобразование световой энергии в фотосинтезируюших системах и ж. моделях/ Тез. докл. Всес. ксн'Ь. Пущико, 1989. С. 111-112,

8. ¡Оряна Т.П., Ташиш В. Антибиотическое действие трихоиеткна

з отношении ржавчинных грибов// Наука и производство в решении ко;.~ иексиой проблемы "Антибиотики"Аез. докл. Всес.. конф. Москва. 1989. С.142.

9. Солнцев М.К., Грибова З.П., Ташиш В., Карцев В.Г. Сравнительное изучение действия на фотосингетический аппарат сорных и сультурных растений пестицидов класса пнрвдилимидазолинонов// wiar-ятшй резонанс в биологии и медицине/ Тез. уст. сообщ, и стенд. ;окл. УП Всес. конф. Звенигород, 1990. С.56.

10. Солнцев M .К., Грибова З.П., Байрамов Х.Б., Ташик В. Деист-Ив Функционально замещенных галоиданриданов ira заггасание свето-ioü энергии листьев культурных и сорных растений// Изв. АН СССР, ¡ер. биол, 1990. Ä 5. 0,670-693."

11. Солнцев М.К,, Грибова З.П., Ташиш В., Kapaçœta B.i'., Ан-оновокий В,А. Влияние гербицидов класса пиридияимздаззлинонов на ■ ютссинтетическнй аппарат культурных и сорных растений// Изв. АН ССР, Сер. биол. 1990, й 6. С.