Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оптические методы исследования фотобиологических реакций высших и низших растений

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Оптические методы исследования фотобиологических реакций высших и низших растений"

я ? 1 п я ^

РОССИЙСКАЯ ЛКЛДЕШШ СШфЮЖЗЯЙСТВШЫХ НАУК

ОРДЕНА ПОДОВОГО КРАСНОГО ЗНлШМ АГРШЗИЧЕСШ* 11ЛУЧН0-ИССВД0ВАТЕЛШМ ИНСТИТУТ

На правах рукошшт

ПОСУДИН Юрий Иванович

01ЭД4ЧЕС1ШЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФОТОБИОЛ'ОГИЧЕСЮ'Х РЕАКЦИЙ ВЫСШИХ И НИЗШИХ РАСТЕНИЙ

/Об.ОТ ОЗ-Агропочвоввдшше п агрофизика/'

Автореферат диееотгггщни шх ссисачно учоноЯ стопеня доктора С ологичеоких кауи

Сошгг-Потврбург-1992

Работа выполнена в УкраинскоГ сель^кг-'оэяйственной академии. Научный консультант - доктор технических наук, профессор И.С.Лискер Официальные от тенты:

доктор биологических наук, профессор 0.Д.Быков

доктор биологических наук, профессор Л.Б.Рубин

Лектор физико-математических г пук, профессор A.A.Мак

Ведущая организация' - Санкт-Петербургский государственный

университет /НИИ Фимит/ i »

Защита coctoi гся ' " т992 г. в _____ часов

на заседании специализированного совета Д 020.21.01 в Агр физическом научно-исследовательском институте по адресу: 195220, Санкт-Петербург.', Граждански" пр., 14.

• С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Авторефергт разослея " "■ _ 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета

М.В.Архипов

РОССИЙСКАЯ

ОБЩАЯ XAPAnTEFMCIWCA РАБОТЫ

Актуальность'проблема. Ваянейсей з дачей совргмен ого растениеводства является посинение его эффективности за счет оснащения производства передовыми технологами, связанными и разработкой и внедрением методов высокоточной и быстродействующей диагностики состояния сельскс/.озяйстпешшх угодий, оценки их продуктивности, прогнозирования урожайности, анализа качества и состава продукции растениеводства, контроля сре^ч обитания растений. Per эм"ч этих проблем способствует исследование фоте биологических процессов и реакций, в которых участвуют растительные объекты. Изучение закономерностей взаимодействия растений со светом кок одним из основных внешних факторов позволяет получить информации о■жизнедеятельности растений под влиянием скруг.япцнх услови.1 и использовать с-е для практических нужд. .

Основные фотобиологичоские реакции, в которых могут участпо-.вать растения, подразделяются, согласно существующей классификации /Конев, Волотовски'1, 1979/, го функционально-физиологические" /которые, в свою очередь, делятся но энергетические, информационные и биосинтетические/ и на деструктивно-модифицирующие. Примером энергетических фотобиологических реакций является фотосинтез, представляющий собой определенную последовательность физико-химических процессов, приводящих ■< преобразованию световой энергии в химическую. Часть световой энергии при этом перензлучаетсл в виде флуоресценции. Параметра флуоресценции растительных организмов зависят от состояния и фут:цио:п;ро??яння фотоспитетическог аппарата п воздействия внешних фзкторот) - освещения, температуры, водного и солевого режимов, состава среды /Литвин, Беляева, 1960,1971; Синипексз, 1983; Караг.етян, Еухсс, 1936 и др./. Ииэнно поэтогу

яти параметры представляют собой эффективные тест-ф'чкции, несущие ин{>орыацик, о самом растении и окружающей его среде. Особое развитие флуоресцентные методы получили с разработкой лазера как источника возбуждения флуоресценции растите-ьных объектов. Методы лазернсй флуоресцентной спектроскопии нашли широкое приненение в исследовании фотосинтеза /Г^бин Л.В.. 1978; Лазеры и фотосинтез, 1986; Пащенко, 1987 и "р./. Однако, работ, посвященных использованию техники лазерной флуориметрии и спектрофлуориметрии сельскохозяйственных -чстений in vivo не тай yi> и много Лброскин и др., IC35; Бункин и др., 1985; Кочубей и др., ¿986; Миркаыилов и др.,. 1989; Архипов и др., 1990; Лискер и др.„ 1990; Chappellb et al., 1984/.

В целом, ¡эти работы н_ слт разрозненный характер; представляется целесообразным детальное исследование флуоресцентных характеристик сельскохозяйственных культур в процессе энергетических фотобиологических реакций в зависимйсти от состояния растений,влияния внешних факторов и условгЧ культивирования; выработка на основе анализа этой зависимости эффективных диагностических критериев , необходимых тля получения информации о растениях в лабораторных и полевых условиях и ее использования для нувд сельского хо- ■ зяйстЕа, Кроме того, j связи появлением в последние годы многочисленных работ, пропагандирующих предпосевную обработку семян "ельскохозяйственных ьулыур лазерным излучением и утверждающих "нефотосинтетические" механизмы преобразования световой энергии, в программу наших исследований входила экспериментальная проверка эффективности лазерного облучения семян с целью выявления "ла-эероспецифических" оф^ктов. •

К информационным фот<?био логическим реакциям, в процессе которых свет используется растениями для получения информации об

окружающем мире, мояно отнес :и фотоинлуцированное движение растительных организмов, фотсморфогонез, фототропизм, фотопериодизм. Среди них в меньшей степени изучены такие реакции : чк уотодвиге-ши подвижных растительных организмов и плеточных органелл." Низкие растения /и, в частности, водоросли/ в состоянии реагировать на изменяющиеся окружасгче условия и, в первую очереди, ни свет, вырабатывая при этом определение двигательные отклики. Такие перемещения яивых организмов в пространстве под воздействием света ноз«?ггт фотоиидуциросаншм д: прением /или ф0л'0дг;!'.;:'.еп.,е;.'' /}.!асс;с и др., 1988/.

Исследование фотодвииеннл низших растециП п,\;еет непосредственное отнесение к гнявлению общих принципов регуляции внутршеле-точ!гух процессов метаболизма,' онтогенеза, эмбриогенеза, морфогенеза, а также представпет немаловажное значение для апологии и биоценологии, эволюционной биологии и морфологии, филогене.нки и систематики. Следует отмстить и возможные практические приложения явления фотоиндуцировпнного движения низших растений, связанные с их использованием в качестве модельных систем или тест-объектов при решении проблем бионики, биотестированил, контроля скрутглпяей среды, водной токсикологии.' биотехнологии, аквакультуры /М аскж и др., 1588; Посудин и др., 1987, 1960/. Особое значение играют низ-си е растения в сельском хозяйстве, выполняя функции накопителей органических псизств в почве, регуляторов платности почвы, ооот-фиксеторов, кормовых добавок, источников микроэлементов и ростовых веществ /Топачевский, Мае та, 1564/.

Изучению фотодгтаения низких рас то нг. Г: посвящены работа таг: их исследователей как <5.Ф. Литвин, О.Л.Синеи;еков, Ленчи. Дя.Колом-беттн, В.Нулч, 'Д.Хэдер, М.ФоПнлейб, В.Хпупт и а. Исследования фо-тодвимения растений идут в направлении как гнлснения феноменоло-

гии основных процессов фоторецепцци .1 фотопр-.-образования на молекулярном и ор. ¿низменном уровнях, так и разрабопки новых методов определения параметров фотодвижения к их зависимости о: окружающих условий.

Вмес.® с тем, следует подчеркнуть, что хотя многие растительные орг дизмы демонстрируют фотоиндуцированное движение, лишь некоторые из них стали объектами детального исследования с точки зрения фотодвижения. Но даже у этих объектов остается или невыяс-ценным •, или спорным 'ряд вопросов; связанных с попытками осшс-л..ть различна аспекты фоторегуляции движения. Многие же предстаг вители подвижных раститолыплс организмов вообще не иэучо.м в этом плане. Остается открытым вопрос о. практическом использовании подвижных растительных оргаю. мов в качестве тест-объектов, а пара-•метрой их фотодвижения - в качестве тест-функций в процессе био- • тестирования среда их обитания или при изучении совместного действия света и химических препаратов;

К малоизученным относятс" и деструктивно-иодифицирупцие реакции, в частности, отраженные в настоящей работе реакции фотосенсибилизации, в процессе которых световая энергия, поглощенная молекулой пигментов-сенсибилизаторов, передается другим молеку- • лам, но способным са...остояте/ но поглощать свет. Исследования де-структивно-модифицирупадх реакция растений', связанные кал с количественными оценками ..араметров свете и химических соединений, . приводящих к этим реакциям, так и с выяснением механизмов фотосенсибилизации, актуальны для"медицины и ветеринарии, в частности, для диагностики и терапии онкологических, накожных, аллергических и других заболеваний.■

Цель и задачи исследования. Основной целью настоящей диссер-тяционной работы являе.ся изучение с помощью оптических методов

общих и специфических законе..ерностеЯ фотобиологических реакций снсших и низших растений /на примере фотосинтеза, фотодвижения организмов и фотосенсибилизации/, позволяющих сфор: 1роьать прэд-ст^зяешш о структурно-функциональных свойствах систем, ответственных за эти-реакции, и получить практическую информацию о состоянии растений и окруягчщеЛ их среды.

Основными задачами, реконие которых необходимо для осуществления поставленной цели, являются:

1. Комплексное исслсдова: /,е флуоресцентных характер :тик сельскохозяйственных растений п процессе энергетических фотобиологических реакций длп потения информации .о состоянии рлстениЛ н учета влияния на них округлгжих условий; разработка днэгмости-чоскнх критериев но основе регистрируемых параметров'флуоресценции .

2. Экспериментальное изучение посменной эффективности предпосевной обработки се;вш сельскохозяйственных культур лазерным . излучением и гияплениа специфичности действия этого излучения.

3. Изучение обтмх и спбц::[л. веских закономерностей фотоннду-цированного двн-ения низких растений при изменении внешних условий; исследование структурно-фуш;циональных свойств фотороцептор-ных систем и возможных механизмов.фоторегуляции движения этих растений.

4. Рассмотрение возмоаклтм использования параметров фото-двда.ения низших растений в процесса бнотестисования 1>одних сред и оценки совместного действия слета и химических соединен;!?! нп растителыъгэ организм.

*?ау«няя нопипна. В результате исследования энергетически;;, ¡«фОГ^ПЦИОИНИХ И ДПСТр"/ТТИВН0-М0ДХф!Я1ИруЮ7,ИХ ф тобпологичосглх ■реакций вчепих и низких растений /па примере фотосинтеза, фото-'

движения организмов, фотосенсибилиз'ции/ из;, ;ены общие и специфические законе..ерности процессов, происходящих п<оле поглощения молекулой растительного пигмента кванта света и приводлщих к регистрируемому макросе к ту. Принципиально новыми научными резуль-.. татами явтяются следуодие:

- ча основе комплексного исследования флуоресцентных характеристик сельскохозяйственных растений выбраны и обоснованы тест-функции, позволяющие получить информацию, о состоянии растений и условиях их культивирования;

- проведено сравнение предпосевного воздействия на семена 4 сельскохозяйственных культур когерентного лазерного излечения и ' некогерентного излучения лампового источника одинакорчх интенсив-ностей и длин'волн; показ.' ю отсутствие специфических эффектов,

•прои; зодимых лазерным излучением;

- дан критический анализ существующей терминологии и классификации явлек :й, связанных с фотоиндуцироьешныч движением орго- ,

. ниэмов; предложен параметрический принцип классификации светоза-висимого поведения организмов;

- впервые исследованы основные закономерности фотодвижения двух видов зеленой водоросли ШпаИеИа Твой. /1).ва11па и П(11а/, в частност! установлена зависимость поступательной .вращательной скорости движения и фототопотаксиса от параметров светового стимула й окр,, чащей среды, сформированы представления о структурно-функциональных особенностях фоторецепторной системы

я тих видов; предложен механизм фотоориентацнн клеток. СипаНеНа на основе усиления или ослабления светового сигнала с помощью стигмы, выполняющей функции как четверть-волновой пластины, так л дифракционной решетки;«Предложен механизм фоторегуляции движе- , ния клеток 1>ипа11е11а, предусматривающий участие кон$ормационных

изменений белковых молекул, присутствующих как в фоторецепторной системе, так и в двигательном аппарате, при дипольном возбуждении этих молекул;

- разработан« методы лазерной микроспектрофлуориметрш Ч! • разрешенной во времени лазерной микрофлуортлгтрии in vivo, позволяющие регистрировать спектры вс збул.г-'нил флуоресцв; дни и измерять время затухания флуоресценции фоторецепторных пигментов и идентифицировать пигментный состав отделм ух клеточных оргаяолл;

- предложено использование подвижных организмов в качестве тест-объектов, а параметров их фотодвижения - в качоство тест-Футгкций в процессе биотестирования водных сред; для колмоствен-ной оце ни ил™ ячеек их соединений, присутствующих в этих средах, предложен векторный ме-год био'тестироввнил.

Ноуг-чя и практическая значимость работы. В результате проведенных исследований разработаны научные положения и методы, совокупность которых можно рассматривать кок новое направление в исследовании фотобиологических реакций растений на основе сопоставления параметров световых стимулов и регистрируемых параметров жизнедеятельности-растений. Разработанные оптические, в том числе и лазерные ?-.етоды исследования фотобиологических реакций высших и лизтих растений и полученные на их основе результаты могут быть использованы для получения информации о состоянии сельскохозяйственных культур, влитии на них внесших факторов, уело-вий культивирования; для прогнозирования урожайности сельскохозяйственных угодий средствами дистанционного лазерного зондирования. Разработанные с :тические и лазерные метода исследования процессов фотодвит-ния низших растений и полученные с их помещыэ ре-', зультатн могут быть использованы для формировали представлений • о механизмах фоторегуляции движения подвижных организмов. Метод

видесмикрографии может найти свое применение чля изучения зависимости гораметрое фотодвижения отдельных организмов и клеточных органе^л от характеристик светового стимула и окружаших условий. Установление общие и специфические закономерности процессов фо-торегуллцин движе-чя низших растений /на примере двух видов зеленой водопосли Dunaliella/ и сформированные представления об основных аспек'. лх фоторецепции и сенсорного преобразования светового сигнала позволили прийти к заключению с целесообразности использования подвижных организмов ? качестве тест-объектов, а параметров фотодвижения - ^ качестве тест-функций в процессе биотести-^ования водных сред на предмет количественной и качественной оцё '-нок присутствующих в них химических соединений. Результаты проведенного иа>-1енйя явльмия фотосаисибилиэации, его связи с параметрами света п сенсибилизаторов могут быть использованы при лазерной фотохемотерапии злокачественных опухолей, при лечении накожных и др. заболеваний человека и сельскохог 'йственных животных. Разработанные методы лазерной микроспектрофлуориметрии и микро-флуориметрии фотопигментов in vivo могут быть реализованы для исследования клеток и клеточных органелл растительных организмов. Показана перспективность использования разработанных методов при • создании приборов, предназначенных для диагностики состояния сельскохозяйственных растений, контроля и состава разнообразной сельскохопяйственной продукции.

метода и объекты исследования

Для реализации поставленной' в работе цели и решения конкретных задач был использбван комплекс оригинальной и созданной на основе промышленных прибоев экспериментальной аппаратуры ^озво-лящей реализовать оптические методы исследования фотобиологичес-

ких реакций растений. В частности, были использопвш методы: лазерной спектрофлуоримстрии ln vivo и регистрации индукции флуоресценции сельскохозяйственных растений, видеомикрографии подвижных организмов, лазерной микроспектрофлуорнмстрии и разрешенной do времени »лжрофлуоркметрни фоторецэптсрных пигментов in vivo, лазерной допплсрогской с.;ектроског ш п<-чвиг.ншс органи-мов в процесса биотестиропания, спектро^отомэтрки хяоропластов з процессе их фотоориентации.

Для регистрации спектров излучения флуоресценции ро^гзниЯ был создан лазерный спеятрофлуоркмотр но основе прода&шншх пря-боров-импульсного азотного ллсара ИЛП1-503, спектрофотометра, СО-26 и самописца H30G, позволяющий регистрировать скорректироратет спектры излучения флуоресценции хлорофилла в •кивих рлстетих, сопоставляя их со спектрами флуоресцентного стандарта.

Многоцелевая установка, созданная иг. осного лслшесцоптнсго микроскопа ЛГМАМ-ИЗ и самописца НЗОб, позволила рзалпзоратт, шкро-флуориметрио и осуществить регистрации индукции флуоресценции растительных объектов.

Для выяснения специфичности лазерного облучения в процессе прядпосевноЯ обработки семян сельскохозяйственных культур была разработана экспериментальная установка, предусматривагщ*л одновременное облучение партий семян лазерным излучением с длиной волга генерации 639 нм, излучением лампового источника, пропущенного через интерференционный фильтр с длшгаЛ вблнм пропускания 630 iw, я излучением лампопого источника белого света. Интенсивности излучений п первых дв-. вариантах уравнивались.

Комплексы* подход к изучения фотодвиг.ения низших растений стал вогмяжнкм благодаря иг-ольэовпнио техника ¿идсо'пкрографии, основанной на сочетании микроскопа с исследуемыми объектами, сис-

темы видеорегистрации и набора источников белого /в том числе по-"яризованного/ и монохроматического света /Рис.1/. ¿днная экспериментальная система позволила осуществить регистрацию поступательной и в разительной скорости исследуемых клеток, фототопотакси-са, строить гистограммы углового распределения клеток в зависимости от параметров светового стимула и других условий. Исследование, состава, месторасположения, структурно-функциональных свойств фоторгчепторных систем исследуемых низших растений проводили с помощью таких методических приемов ^ак регистрация спектров действия фотокй...заа и фототопотаксиса, использование ультрафиолетового и ионизирующего излучений, изучение характера фотодвижения клеток при одновременном облучении двумя взаимноперпендикулярны-' ми лучами 'чета, а тгкже в поляризованном свете. Рассмотрение вопросов .сенсс ного преобразования, принятого фотсрецептором кванта света в сигнал, управляющий движением клетки, стало возможным при использовании ионов кальция, блокаторов кальциевых каналов, ионо-форов, оуабаина, азида натрия, в также при действии на исследуемые клетки электрических, полей.

Для идентификации растительных пигментов на клеточном уровне был разработс!! лазерный микроспектрофлуориметр /рис.2/, пред- . ставляющиГ. собой сочетание перестраиваемого лазера на красителях^ микроскопа п системы регистрации и позволяющий определять спектры возбуждения флуоресценции 1а т1уо клеточных органелл; модифицированный вариант установки был использован для определения времени затухания флуоресценции фоторецепторных пигментов.

Для идентификации пигментов, ответственных за внутриклеточную подвижность хлоропластов растений, был создан'спектрофотометр, позволяющий регистрировать спектры действия фотоориентации хлоро-пластов в видимой и ультрафиолетовой областях спектра.

Pî'c.T. Этспврт'пнтпдый.т гсгхстегд:::! глрп'/.э'грзп

тодви-епил расштолыж организмов /1,3,7-нйтсч7пнсн ссотя, 2-сЛъс.~7, '1-:.!Огюхроматор, З.П-сиотодеаитольше лласгшш, 6-поляризатор, В-линзп, 9, Ю-А ;ippa:<pací¡b:c фильтру,. 12-лор-коло, 13-ннкросчоп, 14-вид-зс::а,.гэрс, 15-йло;г сопрляопил, 1С-1!он;:тор.

■иу

• Рис. 2. Схема лазернс о микроспектрофлуор'.гоетра /I-лазер на красителях, 2-пзотный лазер накачки, З-тгидкостный фильтр/4-фр-топриемнкгс, б.б-кногоканальныа ' янэлизэтг-ы, 7-сг/ье:с?, Д1, Х2-лиофраг*.«, 31, 32 - зеркала,' ЛХ,Л2-ятшйы, НЗ-кайзраль-ннй фи.тт-тр.'Г-Д!,ФД2-фотодиоды, 2И-фор»,!кроватеяь импульсов.

, ' Для1 исследования параметров фс одвижеь.л в качестве тест-функций р процессе биотестирования использовали метода видеомик-f parpai^in лазерной спектрофлуориметрии и лазерной допплеровской ¡ спектроскопии.' Для количественной оценки химических соединений, - присутствующих в водных сред, .х /на примере поверхностно-активных . редеететяжелых металлов, пестицидов/ был предложен векторный " метод биотестирования.

. i .Предложено использование подвижных одноклеточных растительны* ррганизу^ в качестве-сдельных систем для оценки совместно-

r ' J ' * ' ■

. Го действия явет~ и фотосенсибилизаторов и изучения возможных механизмов фотосенсибилизации. "" , Использованные в работе метода и экспериментальные подходы' были .Приложены к конкретно i ой.вктам-высшиы и низш1ш растениям, . Гак, методу лазерной спектрофлуориметрии, регистрации индук-. . дни. флуоресценции и шкрофлуорикетрии были использованы для комп-\ лексного иссл довалия -флуоресцентных характеристик сельскохозяй- t ствешт растений-элахошх /р"*ь, пшеница, ячмень, гибриды амфи-диплоидныекукуруза/ культур, картофеля и овощных /помидоры, : огурцы, кабачки Перец/ культур в процессе энергетических фотоби-■ одогичеегчх реакций. ■• ; -'»'"■'■ V Объектами'исследования гЛормационных фотобиологических ро-1 акций были два вида зелёной водоросли Dunaliella Теod., в частности, p.ealixm leod. и D.viridie leod. /Рис.3/ /эти виды были •объектами исследования и деструктивно-модифицирующих фотобиологических реакций/ и эвгленофитовяя водоросль Euglena gracilie Kleba. /Рис.4/, Внутриклеточную подвижность хлоропластов исследовали на водном растении Spirodela polyrrhiia.

Апробация работа. Ойювные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены /'..ли представлены в виде тезисов/ на научных

Рис.3. Общий вид двух видов БипаНеНа Тоо<1*8 а-С.^йИаа» б-»; V й ; 1-стигма, З-ягутлгги ( З-хяороплсст* '^крахмаль-

ные зерна, 5-пиреноид.. •■ " • .

Ркс.4. СбцкЯ вид Еч51еаа- '• ■ гма, З-паракгутйкоьоё

1982/• -/..-•'•■-■;

семинарах и конференциях Украинской оельскс ^зяйственной академии, кафедры ботаники Киевского государственного университета, ^ лаборатории микробиологии биологического НИИ Санкт-Петербургского государс.венного университета, Санкт-Петербургского аграрного университета, Ин :итута ботаники им.Н.Г.Холодного АН Украины, Агрофизического научно-исследовательского института, Всероссийского отделений ВАСХНЮ1 /1977-1992 гг./; II Национальном конгрессе ''Квантовая электроника и плазма", Италия, 1980; Всесоюзном сове-щании-сеыинаро "Применение лазь-ров, в '"¡(ологии", Тбилиси, 1980; I Всесоюзном био*иэич зкои сьезде, Москвр, 1982; Всесоюзной кон- , форенции по применению лазеров в медицине, Красноярск, Т°83; Научно-практической конференции "Применение лазеров и магнитов в биологии и медицине", Рост^в-на Дону, 1983; Всесоюзной научном со' вещании ."Применение лазеров е-биологии", Москва, 1933; Национальном конгрессе по лазерной хирургии и биомедицинским приложениям,

Италия,- 1983; 1У Всесоюзной научно-уехничс кой конференции "Проб?

лемы тзхники в медицине", Тбилиси, 1986; 1У Всесоюзной школе "Применение лазеров б биологии", Кишинев, 1986; Всесоюзном симпозиуме "Бнохемилшинесценция в медицине и сельской хозяйстве", Ташкент, 1986; Ш Всесоюзной конференции по спектроскопии комбинационного рассеяния света, Душанбе, 1986; I Европейском конгрессе по фотобиологии, Франция, 1986; I Всесоюзной конференции "Актуальные проблемы альгологии"', Черкассы; 1987; Международном симпозиуме "Биология и таксономия зеленых водорослей", Чехо-Словакия, 1990; Международной конференции "Еиофнзиха фоторецепции и фотодвижения микроорганизмов" , Италия, 1990. V

' Структура диссертации. Работа состоит из введения, шести лав и заключения. Объем рукописи составляет 433 стр. , из них стр.текста, 11 ^ таблиц, 132 рисунков, 544 ссылки на

литоратурныо источники.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ

Исследование фотобиологических реакций растений /обзор/ В данной обзоре рассмотрены слепт^алыко свойств- рз.стптейь-1ых пигментов, ответстЕспгнх за фотобг.сясгичеспие рз£&ции расти-кий-глорофиллп, коротянондов, флавниоп, фг,тохрсма и др.; природ-.' галс гкггадитоэ, учзстаугпих в фотссеисибялисгцкя - гпг.срп.:,С1св *. ' зглэрс^иялоэ, порфирино?, фурскумзрннов. Псг^занз, что при погдс- _

г.взита света гэясзулоЯ спгг'Глта гссл?-"~п госбугг^-ота?} ;.' при о тем энергия возбугдсп:'.л зптрачп^глтса tin. бес^луч.'Жль!^ и-'. пн,-,уцкро!з спиче nepoxo.v, на реакция или гсс пзро-

исс гисрг'*:;. 11ссгсг.ова..!з осношглх прсцсссоп, прксхсдпзй г.рл • ~яп;::сде?стгии ростатсльисго с б?/, к со сг-отс:л, цзл-зсобрг.зиа лр--оодить с помсс'ьп методов оптичсЛсП и а-.серибЯ спо:стрсс*?опш!, ЪС-лзлаг.:"лх пзсско?. ^'потгптолиюстьз, n;:a':pac;î;'noa'r>v; ;i нерзру^г,-последу:-,-¿П объект деПстаис:;. Сго'огпо шгсснсйппсо pmsv.Tn::" " ЭТИ l'GT°JHI получили !)• сглзн с созданием гг.зсрс'-устрсйс* Г-а, С'C.B-дорого виссксЯ с ектральноП солс»*титгастт.п, ¿-'.птенснгнгсгьл, пространственней направленность::. Эти ссойстга, кар-лг*/ со сгссо^иос-11-2 некоторое тнп^в лазеров работать г. г.нв.улъсчоп pets:;.!"! :: c^so-почивать плгюнуп пзрчетрейку частота в гирсакх пределах,, rccwjsr-гт исследовать чрезвычайно тюякз голппествз itcetfft/yjwnr т.сяяст?, реплизовать селективнее воздействие лазерного из луча игл на':стлель тэт клетки и клеточ'-ю оргг-нзялы, ссизкоркше но рр.зиерпм с дли-пой золш лазерного излучения, ксследоватв бгсстропротег-.апн^е процесс» F фотеСнологических ^стеках. Г.

Показано, что особое кесто при исследовании энергетических

Ф^тобиологических реакций растений занимают метода лазерной флуоресцентной спектроскопии. Больной интерес представляют вопросы практического приложения этих методов к нуждам сельского хозяйстве. •

..•■': В обзоре освещены результаты теоротиче' ;их и экспериментальных работ, посвященных предпосевной лазерной обработке семян се. льскохозяйстгенных кулмур; авторы этих работ, используя представления о нефотосинтетичсскоы способе преобразования световой энергии, настаивают на "специфической" "действии лазерного излучения. Последнее утирждение явно требует строгих доказательств на теоретическом и ^спериментальноы урвнях.

. Особое место в обзор занимают проблемы терминологии и клас-сифихвими. "ветозависимого поведения подвижных организмов и их совокупностей;, показано, что существующая классификация и определе- • ния терминов страдают рядом логических ошибок. Приведенный в обзоре критический анализ терминологической путаницы привел к необ- , ходимости разработки принципиально новых подходов к классификации светозавнсимого поведения подыжных организмов, суть которых освещает« в четвертой главе работы.

.. Рассмотрены основные методические приемы, отраженные в лите-• ратуре,.позволяющие выяснить характер основных этапов фоторегуляции движения низших растительных организмов: фоторецепции, первичных фотореакций, сенсорного преобразования поглощенного фоторецептором кванта света в сигнал, приводящий к движению организма'."'^-. . >. , "'"'-'.'.;•'••■ '■ '-* " , •

Сравнительна анализ литературных данных о фоторецепторных : системах низших растений показал, что состав, местоположение, структура и принцип действия этих сис,тем отличаются большим раз-: нообраэием у представителей разных отделов, классов,-родов и до-

же I идоб, принадлежали* одному и тому же роду /Масюк, Посудин, 1991/. Недостаточные и явно неполные ов-дситя имеются я литературе относительно первичных фотореакций пигментов, многие предположения нуждаются в проверке. Проблема исследования основных путей сенсорного преобразования светового сигнала в процессе фрторегу-' ляции движения ни-них расте!гай изучена далеко но полностью и Фрагментарно.- Наиболее изученными в атом плане являются звглепофито- ' вая водоросль Еиз1спа вгасШа и зеленые водоросли СЫйяуЛоэсапа го1пЬаг<11;11 и Паспа1;ососсиз р1и?1а11з. . Рассмотрены имсетмиеся в. литературных источниках гипотезы, проливающие свет «а возможнке' ■ птапы преобразования светового сигнала у этих оргоняэмэЬ.' О^ечб-но, что ни один из существующих методических подходов но дает "емкого ответа на вопрос об истинных путях сенсорной преобразования; зачастую л тот процесс представляется неким "черним ящиком", сот^-р-зоткое которого предстоит исследовать.

Очень мало сведен'/.Й в литературе о рсяультатах исследования . деструктипно-модифицирущих фотобиологических ремгцай гшоганх ряс-' тений. В основном представлены исследования бесцвета/х, лкаеннкх пигментов водорослей (НМог , 1982, 1984;Пи1$всЬ,1Шй«г , 1984, 1985; ШкоХаЗогзгЬ , Г985, '198б и др./. Вместо с тем, практические приложения лвлетая фотосенсибилиэации требуют точных количественных оценок раздкчшх параметров светового стимула.« сенсибилизатора. 0дно!?леточтао водоросли представляются удобным коя.езь- . тл'и г'-ърятами для реализации таких оценок; дяшшх в литератур .-,■ ня я ту тему очень мало. Естественный интерес рыэнвапт опросы. "«.• свяпр.Н1!т;о с рчпененьем возможных механизмов фотосенсибилизещш. • ,

K-vnr.ivсн;>е исследование флуоресцентных хпрактетг/стигг; сельс-* кохсояйстрднных растений в процессе знадгетячпеких фотобнологичес-» ;гих туакг^кЯ. . . .; • ' •'

• В процессе лазерной спектрофлуооиметрвг сельскохозяйственна растений *ыли получены спектры излучения флуоресценции хло-. рофил."а, присутствующего i листьях растений. При этом актуальной Ьредставляё :ся проблемы поиска и выбора эффективных тест-функций, позволяющих оценгвать биологические показатели растений. В наших исследованиях тест-функциями, характеризующими состояние расчен:-Я .при'изменен!..« окружающих условий, являются параметры флуоресценции хлорофилла. Анализ полученных спектров показал, что при всем разнообразии ртах спектров им присущи общие черты. Во-первых, спектры характеризуют ч наличием полос в синей и красной областях спектра.- Кроцо тох'о, в красной области спектра можно выд°лить два мштсииума длинноволновый 1кд н коротковолновый 1кк, разделенные уиниму^.ои а{(М.' Ответ лвеннчки за оти максицуш при 685 им и 740 ■rial ярчщются хлорофилл-белковые' комплексы /Ладыгин, 1982/. В синей-рбласти спектра имеются тшгае два ыакскыума-длинноволновый 1сд tipn 533 ш и коротковолновый 1ск при 477.гл.. За первый максимум ответственными ыогут бить восстановленные пиридиннуклеотиды, за второй -" окисленные фласины /Четвериков, 1989/. Симою и красную области спектра разделяет минимум 1скм-

■Л В процессе исследований били использованы в качестве тест- ■ фуцкодй соотношения интенсивностей флуоресценции, измеренных на различных спектральных участках: 1кд/1кк. 1кд/1км« ^к^км'

^■Kf/^.em* ^кк^скм» ^кд^сд' ^кк^сд' ^сд^ск'

Сопоставление этих соотношений с признаками растений позволило .

установить следующие закономерности /Иваницкая, Посудин, 1989/:

I, Проведек.юе с помощью методов лазерной спектрофлуоримат-

рии и регистрации индукции флуоресценции комплексное исследова-

•ше флуоресцентных характеристик сельскохозяйственных растений в

процессе:энергегическиу фотобиологических'реакций позволяет уста-

попить взаимосвязь этих характеристик с фотосинтетической активностью растений, на которую влияют фаза развитая и возраст растения, внешние факторы и условия1-, культивирования:

- процессы зеленения злаковых культур при их развитии от-зерна до этиолированного проростка и стебля сопровождается увеличением параметров 1кд/:кк, 1КД/Т,К. т ;д/1сд, IKK/ICh, WW

- облучение этиолированных проростков злаковых культур белым светом /освещенность Е-4000 лк, продолжительность облучения до 1,5 суток/ приводит к увеличения плраметроп 1,{д/1кк. -• 1КД/1СД /Рис.5/; нельзя исклгчить наличие спектральных сдвигов максимумов р красной области спектра в процесса зеленения растопи й ; х

- очевидно явное ло сравнения со злаковыми культурном /няхо-длпимися " стадии этиолированных подростков/ увеличение пйрамот-

Р03 W!hk' WW It-K/Ici;' 1сд/1ст? для 0B0®WX культур /нг.хз-дяжихся в стадии цветении или плодоношения/;

- не установлено сгсоль-либо суцсптнонных отличий в испольйо-ганных с^отнопениях длл образцов злаковых культур рагмшх сортсь

в ирегелях одного ролл, меяду сзнгвдж и яровьм! ку.тьтура'М, твердыми и улгкими ви-аын пвеници; в то яе вр'-ел, ксяяк» ответит*. наличие существенных отличий в испольпс.впншгх ссотисео.'ШХ для различных овощных культур;

- п^няруяенп зависимость использованных соотноясиий от участка листа растения /максимумы соотношений Приходятся на серсдину листа /Рис.б//. от возраста рчстения /макспг-гуте состнагений соответствуют молодым к;*1ьтурпм/, от состояния растения, определяемс-го усл^?кя1/и ffvibTKPupoBoi'im /внесением в почву удобрений различных гигов/, ргбплевпниями.

2. В процессе регистрации спектров флуоресценции рястнтель-

ных объектов следует обязательно учитывать харшст р индукционных кривых.

3. Проведенное предпосевное воздействие на со"?нп сельскохо-оя.''' зтвенных культур лазерного излучения с длиной волны генерация 630 нм и излучения лампового источника, пропущенного через интерференционный фильтр с длиной волны пропускания 630 нм, при одинаковых интенсивностях о^оих типов излучений и сравнение характеристик растений, выращенных из облученных и контрольных партий сеют, свидетельствует об отсутствии статистически достоверны х ^тличий я тих характеристик.

Обнаруженные в процессе проведенных исследований зейонокер-поста энергетических фотобиологических реакций позволяют получить практическую информацию о состоянии сельскохозяйственных-растеь-.??.:

1. Определенные с помощью метода лазерной слыстрофлуоримст~ рии in vivo сельскохозяйственных растений соотнесения интчнеит1-ностей Глуоресцснции на длинах волн, соответствующих мтссимучвдм и минимумам спектров излучения флуоресценции, яозбутдр.смой яппепнш излучением на длине волны 337. и--, целесообразно исг.сльзоапть в * качестве тест-функций для получения информации о состоянии с^ш с* ' ¡^хозяйственных растений, определяемом фпзой развития, возрастов,' влияние.^внегних факторов, условий культивирования. Получения таким образом информация может быть использована и процессе диагностики , в том числе и лист? ционной, состояния сельскохозяйственных угодий. -

2. В процессе продгосевной обработки семян сельскохозяйственных культур лазеонкм излучением отсутствует специфи* зские яф- '' фекты, связанные с когерентным взаимодействием зтого излучения с • семенами, представляющими собой конденсированг'с биологические среды. К гипотезе о стимулирукгдем действии лазерного излучения

на сэмена сельскохозяйственных культур следует относиться с определенной осторожностью.

Исследование информв:. юнных фотобиологических реакций низших растену" при изменении условий окружающей среды.

К полученным в результате проведенных исследований данным, характеризующим основные закономерности информационных фотоСио-логических ^ акций низших растений, можно отнести следующие:

1. Теоретическое исследование информационных фотобиологических реакций, в частности, фотглвижения подвижных организмов позволило установить, чт существущал система терминологии и классификации параметров фотодвижения подвижных организмов и их совокупностей страдает рядом логических ошибок и неточностей, приводящих : терминологической путанице.

2. Экспериментальное исследование фотодвижения двух видов зеленой водоросли ЕшзаНеНа с помощью метода видеомикрографии позволило установить следующие закономерно ти /Посудин и др., 1988, 1990, 1991, 1992/: ■

- максимальные скорости поступательного движения исследованных видов виааИоПе составляют /48+2/ мкм/с для 1».яа11па и /36 + 2/ мкм/с для 1).у1г1(Иов области температую 20-30°С$

- максимальные значения скорости вращательного движения составляют /0,52+0,04/ с"* для В.виНаа и /0,64 + 0,04/ с"1 для с.»1г1(Ивв области тс^пьратур 20-30°С;

- спектры действия фотокинеза и фототопотаксиса обоих видов-определяются областью 400-520 нм,. где имеет место суперпозиция спектров поглощения таких пигментов как флавины, каротиноиды и родопсин /рис.7/; в ультрафиолетовой области спектра фотореакции "вух видов Вш&НеПа отсутствуют;

- максимальные знячония положительного фототопотаксиса двух

Рис.7. Спектры поглощения каротнноидор /К/, флапиноз /<5/ и ро- ' лопсина /Р/ /согласно Коиэлу.Волотопспс'ту ,Т979;Нобг,-77, ' 1973;Голо!,1975/.

Рис.8. Диаграммы углового распределения дпилсу-еихся клеток двух . СИДОР СипоНоНа для разных уровней освещенности отразил ^елтгч етттом.

виде) БшщНеНа достигаются при ог^ещенног -и белым светом 500 лк; при освещенности порядка 1500 лк имеет исто переход от поло-,жител7Чого фототопо^га^сись. к отрицательному, который пблюдается при освещениостях вплоть до 40000 лк /рис.0, таблица I/;

■ ,- установле! т зависимость параметров фотодвижения В.ааПпа от рП среди: в конце первых суток клетки проявляют фотодвижеьие в области 2,95 < рН < 9,50,причем максимальные значения скорости движения и фототопотаксис^ приходятся на.,интервал 5,60< рН<8,40; эти интервалы сужаются со'временем» область рН, при которой клетки демонстрируют фото; зижение, в конце 20-х суток составляет 6,50 < рН < Ь,47; . '

- при воздействии двух взаимнопорпендикулярных световых потоков сгим/лирующего света умеренных и высоких уровней освещенности на суспензию клеток двух видов КиааНоЫа имеет место дви- • жение клеток по результирующей направлений распространения обоих потоков" /рис,9/; такое поведение клеток в лучае действия двух потоков умеренной освещенности отличается от такового для клеток Еиг1епа егасШо , которые в аналогичной ситуации движутся по обоим направлениям;

- угловое распределение клеток двух гидов РипаНоНо , дви- • геюшнхел в одной плсчости, ппн действии поляризованного света, электрический вектор которого параллелен ятой плоскости, при повороте плоскости' поля-ияеции стимулирующего сгета на 90° не демонстрирует наличия и соответствующего поворота доминирующих нр-прчвлений в угловом распределении- движущихся клеток;

- зависимое параметров фптодвижрния двух видов ВипаНоНь от дозы ионизирующего' излучения /вплоть до 1000 Гр/ свидетельстве т о различном наклоне розовых, кривых для скорости поступатель-н'-"п движения и фототоготвксиса клеток обоих гидов; в результате

Таблица I

рр.г-\'.*ь?ятч статистически аботки т>азкыми методами зависимости уг;.ового распределения

дв;г»е.«ГАЧ лвух видов Duaaliella от уровня ссрешенности обоазца при микроскопи-/НС-гссу-зествеинке. С-сутестЕенныс стли«ия углового распределения от изотропного/

'Число '¡.асгметгы рек-

~ »наблг-(Г.пемых i клеток !т-:га Я 1 D-% --- т. ?=0,С5 т ? . X -нситер j ^Р=0,05 Р= иЯ 0,01 !».етод (мсмен- I TOB^j,

■асца ; /л?/ ' ¡кагсг.е-!лекие Э ?еличи-на |н1 ! * ~ — * ^ i 5 P=G,0I - i i ?=0,0I

2.salina ' 0 105 _ 0.090 0,850 КС -1,303 НС КС 3,729 КС КС 0,50

г Л 112 Т7Т° Q.IT9 1,566 КС КС -1,761 с НС 4,594 НС НС 0,63

5С0 144 190° 0,272 10,732 с с +4,631 с г 18,750 с с 0,76

I5CC IC4 174° 0,С65 0,746 НС НС +1.222 НС НС 1,832 КС НС 0,60

40СГ'0 591 23° 0,275 44,560 с г -а. 507 С с 16,52 С с 0,71 .

D.viridis

П9 - Г.,096 1ЛС6 КС НС -1,487 НС НС 8,379 С КС 0,50

30 :з4 140°- 0,150 3,015 с НС +2,456 С с 4,824 НС НС 0,63

•yjj 152. 147° ■ 0,245 9,124 с с ^4,271 с с 12,255 с С 0,68

' 1500 -- 123 82° 0,150 ¿.se-'". НС НС -0,742 НС IÍC 3,257 КС КС ,38

■ 40CQ0 604 - ■ 44- С,1942 2,173 с -4.SÍ7 С с 13,950 С с 0,67

• ".-г сг 4,ч*У - -I ,645 .о * о • -•■^^С'-таб ,-5,99;9 21

го

г

Рис.9. Результаты Фурье-анализа углового распределения движущихся клеток РипаНеНа при освещении образца дзумя взаимоперпендикулярными "сточниками света умеренной интенсивнос-

• ти /500 лк/. Здесь: а - реальная гистограмма углового распределения; б - амплитуды гармоник; в - фазы гармоник;

• г - гистограмма обратного Фурье-преобразования для семи основ; ых гармоник.

воздействия ионизирующего излучения имеет место изменение размеров или формы облученных клеток по сравнению с контрольными об- . раацами;

- в области интенсивностей стимулирующего белого света 1-10 мВт/см2 реакции двух видов Dunaliella на изменения интенсивности стимулирующего света во времени не обнаружены;

- установлена зависимость фототопотаксиса двух .видов Dun»" liella от концентрации ионОв кальция в среде: максимальные значения параметра Ф, характеризующего способность клеток ориентироваться относительно направления распространения стимулирующего света, достигаются в области концентраций* Ю-5* 10"%, где уяе-

личение параметра Ф составляет 20-40& по сравнению с контрольными значениями; в то же время не обнаружена зависимость скорости лоотупательного движения клеток обоих видов от концентрации ионов кальция в среде;

с

- добавление ионофора А2318? в концентрации ЮМ в среду вызывает подавление фототопотаксиса двух видов Т5ипа11в11а , кото-

п ,

рый врестанавливается до начального уровня в течение еуток; скорость поступательного движения этих видов не зависит от добавления ионофора;

/ - добавление ионов кобальта в среду влияет и на скорость движения, и на фототопотаксис двух видов СипаНеНа , но в различной степени;

- отмечен различный уровень ингибирования скорости движения и фототопотаксиса двух в..дов ГдааИвПа блокаторами кальциевых каналов: циннаризин обеспечивает полное подавление поступагель-

3.

ного движения и фототопотаксиса при концентрации 10 ¿Л, тогда как изоптин ингибирует оба параметра фотодвижени^ в различной степени - скорость движения уменьшается до 75-85%, а фототопотаксис -до 40% относительно контрольных значений при концентрации препарата 10"%;

- не установлены ощутимые изменения обоих параметров фотодвижения двух видов Сша11о11а . ри внесении в среду оуабаина в

7 о

пределах концентраций 10 - Ю~'~М;

- установлено специфическое подавление азидом натрия пол тельного /при концентрации 10~Ч\/ и отрицательного /при контр рации Ю~°М/ фототопотяксися двух видов ВшаИвИ» { скорость

движения клеток обоих видов практически не изменяется в продет

п Я концентраций Ю~' - ТО-' М;

- внешние электрические поля напряженностью 10-20 Ь/м, при-

ложенные к суйпенэии клеток D.salina при ее освещении боковым белы^ светом /500 лк/ приводят к ингибированил фототопотаксиса.

3. Использование метода лазерной микроспектрофлуогчметрии

la vivo фоторецепторной системы пвгленофитовой водоросли Euglona gracilio позволило зарегистрировать спектр возбуждения флуоресценции фоторецепторных пигментов в области 385-480 м и сравнить eró со спектром возбуждения водного раствора рибофлавина /рис.10,. II/.

4. Использование метода разрешенной во времени лазерной мик-рофлуориметрии in vivo фоторецепторных пигментов Euglena graci-lin позволило определить вр^мя затухания флуоресценции этих пигментов, которое составило 8,4 не.

б. Использование метода спектрофотометрии позволило зарегистрировать спектр действия фотоориентации хлоропластов водного растения Spirodela polyrrliica в видимой и ультрафиолетовой области спектра /310-540 нм/с максимумами при 375 гол и 450 им.

б. Использование метода лазерной допплеровской спектроскопии, основанной на регистрации флуктуация рассеянного на подвижных клетках Dunalitlla срета до и после внесения токсических ве-Ч!?стг в суспензию позволяет определить изменения скорости поступательного движения, число подвижны?, клеток и величину оне^гозат-рат в зависимости от концентрации токсиканта и времени воздействия.

На основе обнаруженных в результате проведенных исследований закономерностей фотобиологических реакций растений сформированы представления о структурно-функциональных свойствах систем, ответственных за эти реакции:

I. Пигментный состав фоторецепторных систем: - обнаруженная с поьодью »метода ридеокикрстраЬии спектраль-

»«Il

Pile. 10. Спектр возбуждения флуоресценции ьаражгутикового тело Eußlena ßraciUn. .

fnr, N. Спектр возбуждения флуоресценции подмыт рпстворч ги^о-флявинп.

пая чувствительность фотореакций двух видов оипанвиа в видимой области спектра /400-520 нм/ и отсутствие таковой в ультрафиолетовой /240-400 нм/ свидетельствует об участии каротиноидов в фоторецепции этих видов; .

- сопоставление спектров возбуждения флуоресценции фоторе-цепторной системы /паражгутикового тела/ Еие1епа егасИ1а и водного раствора рибофлавина, полученных с помощью метода лазерной микроспектрофлуориметрии, свидетельствует о флавиновой природе фотогецептора Е.^гасШо;

- измеренное с помощью метода лазерной микрофлуоримвтрии, разрешенной во времени, вре.'.-л затухания флуоресценции фоторецеп-торной системы /паражгутикового 'тела/Еиз1епа £гас1.Но , составляющее типичное для флавинов значение /8,4 из/, свидетельствует о флавиновой природе фоторецептора е.стае1x1о|

- регистрация с помошыо метода спектрофотометрии спектра

. действия фотоориентяции тлоропластов Бр1гоЛс1а ро1угг1!.4Еа и видимой и ультрафиолетовой области спектра и анализ характера это. го спектра свидетельствует о флавиновой природе фоторецепторной системы этого растенш.

2. Структура, форма, размеры и местоположение фоторецептср-кых систем:

- исследование с пог.'ощьо метода видеомикрографии характера углового распределения дгияушнхея. клеток двух гидов ВиоаНсИа при действии поляризованного света позволяет установить недихро-ичный характер фоторецептора этих видов;

- обнаруженное с г.омошыс метода видеомикрографии наличие различных наклонов дрзогых кривых, полученных при воздействии

-излучения на суспензию клеток двух видов СипаНоНа , лля скорости поступательного двитагия и ^ст^топотоксиса свидетельст-

вует о возможных различиях в местоположении, размерах и формы фоторенепторных систем, ответственных за движение и фотоориента-цип-клеток, а также о неодинаковой чувствительности к ионизирующим излучениям двух исследованных видов ИшаЦеиа.

3.,Механизмы фотоориентапии подвижных организмов:

-^обнаруженные с помощью метода видеомикро! рафии отличия в характере углового распределения движущихся в поле действия двух эваишюперпеедикуляршяс | потоков стимулирующего света клеток двух видов ЕиааНеНа и клеток Еив1епа вгасНАе свидетельствуют о наличии механизма периодического усиления и ослабления светового сигнала, попадающего на фоторецепто^ БидаНеНа , расположенный в области плазмалеммы, с помощью стигмы, слои пигментированных глобул которой выполняют функции четьерть-волг'вой пластины и дифракционной решетки; анализ полученных оригинальны;; результатов и литературных данных позволяет предположить, что подобный механизм типичен для Уо1Уоса1вв.

4, Первичные фотореакции и механизмы сенсорного преобразования поглощенного фоторецептором кванта света в физиологический сигнал:

- установленные зависимости фототопотаксиса двух еидов т)тъ~ Нв11а от концентрации ионов кальция в среде и от внесения в среду ионофора А23187 и зависимость скорости поступательного движения и фототопотаксиса этих видов от концентрации ионов кчболь-та, блокаторов кельциевнх каналов циннарИзина и изоптина в'срсл'' свидетельствуют об участии ионов кальция в процессе фоторегулл-ции движения исследуемых-видев випаИвИа)

- различный уровень воздействия ионов кнльция, кобальта, а также ионофора К231Ю и блоквторор кяльциррмг каналов /циннври-?иня и иэоптинп/ нп скорость ноступательног о дрижрння и {-от^то-

потаксис двух- видов БипаНеИа свидетельствует о реализации фоторегуляции движения обоих процессов по различным каналам цепи сенсорного преобразования поглощенного фоторецептором кванта света в сигнал, управляющий движением клетки и ее фотоориентчцией;

- отсутствие влияния оуабаина, внесенного в суспензию двух

7 4

видов ЛипаНоНа в пределах концентраций 10 - 10 И,свидетельствует о том, что На','-Е+-ЛТФаза не участвует в процессе фоторегуляции движения этих вигов;

- различный уровень ингибированкя параметров фотодвижения двух видов РипаНеНа азидом натрия свидетельствует о возможном участии мембранных потенциалов в процессе фоторегуляции движения исследуемых ендов 1)ипа11е11а}

- ингнбировзние фототопотаксиса двух видов ВипаНеНа внеп-ниии электрическими нолями также подтверждает возможность участил мембранных потенциалов в процессе фоторегуляции движения двух видов ИипаИеНа)

- индуцированное светом изменение внутриклеточной концентрации ионов кальция в подвижных жгутиковых водорослях связано с возможным участием ко^формационных изменений белковых молекул фото-гйцепторной системы и двигательного аппарата при дипольном возбуждении этих молекул.

5. Поведетеские отклики:

- при данных экспериментальных условиях/рассеяние света на подвижных клетках в области интенсивности света 1-10 мВт/см^/ фс-тофобические реакции двух видов БипаНеНа не обнаружены.

Обнаруженные в процессе проведенных исследований закономерности информационных фотобиологических реакций го^-эглют получить г ¡едущую практическую информацию:

I. Параметрически? -ринцип терминологии и классификации па-

раметров фотоиндуцированного движения подвижных организмов, основанной на учете зависимости параметров движения органиэгзв от параметров светорого стичула /таблицы 2, 3/, позволяет упорядочить ^существующую на сегодняшний день терминологию и данные по взаимодействию некоторых характеристик светового стимула с параметрами движения живых организмов и наметить пути дальнейших исследований, развитие которых позволит конкретизировать 'представленную схему и завершить классификацию на строго логической основе.

2. Зависимость средних значений скорости движения клеток двух видов ЕипаИвИа от освещенности образца и температуры воздуха при микроскопироввнии является отличительным-видовым призна-. кем, в то время как зависимость аналогичных параметров движения от изменений освещенности и температуры идентична для двух исследованных видов. Сравнение параметров фотодвижения различных водорослей свидетельствует о юм, что скорость движения клеток обоих видов 1>ша11в11а на одиц-два порядка выше скорости движения си-незеленых и красных водорослей, не обладающих жгутиковым аппаратом, но несколько ниже, чем у жгутиковых волорослей СЬ1аау<1опопаа

и Еик1впа . 0тме"ён1юе разнообразие параметров фотодвиження для различных водорослей убеждаем в том, что параметры фотодвижения низших растений могут быть использованы в качестве систематических признаков.

3. Методы лазерной микроспектрофлуоретчетрии, микрофлу'оричет-рии, разрешенной во времени и микрсспектрофотометрии могут быть использованы в процессе исследования клеточных органелл различны* растительных организмов на предмет идентификации присущих в г*тих орг?неллях пигментов, ответствеишлс за гррвичнуг /в прои^ссе знеп-ге»ги"сс!'и.х и информпци?нн"х ф>отобиологи»ескиу реакций/ или вт^рич-

Таблица 2

Параметрическая классификация светозависимого др'геения отдельных организмов

Паояметгзы свето-стимула движения Интепир- Гоалиекты Направ-ность интенсивности ленке I ¿1/« ' Т Длина волны я Поляризация Р

Линейная скорость т ~(1) тСсИ/сиО 7(йХ/йг) '"(о) 7(РГ;

Углорея склргсть

/частота пространст-

венных изменений траек-

тории индивидов: колеба-

ний .вращений.рысканий/ п 2(1) а(й1/<1=) а Со) в</> п(5)

Направление движения

индивидг? г 7(1) г(й1ЛЬ) г(а) г(Р)

Траектория движения

индирилов 1 1(1) l(dX/dt) 1(й1/<1=) 1(а) ир 1(Р)

ч Таблица 3

Параметрическая классификация светоэависимого движения совокупностей организмов -

Параметры свето-- • Поляри-

вого стимула Интенсив- Градиент..: Направ- Длина

ность интёнсивнссти ление волны .зация

Параметры движения — I ¿1/(11; (11/<12 "в Л Р

■Оорсс.ть движения V ?(1) 7(а) ?(Д) У(Р)

Направление движения - г ЙС1\ Е(а.1/<и:) н((П/еь:) а(1Г) Щ) 2(Р)

Траек рия движения

популяции,- колонии ъ 1(1) ь(й1/«) ,ь(<и/а=) Щ) . ДР)

Концентрация индивид.в

в популяции. пгё)

колонии н н(х) П(<1Х/<1^) П((11/1Ьг) ОСу» Н(Р)

. 5орма,пространственное

рас-ределение индивидов

э популяции з.: 1 3(1) В(<11/^) 8(41/4=) В(в) вер Б(Р)

Относительное число -

индивидов,-проявляющих ..

фотореакции Н/Нв: я/на(1) Н/Пп((11/(1^ и/п^а/ах) М/Ь0(а) т;0(р Н/К0(Р)

пух /вызванную фотосенсибилизаторами/ флуоресценцию.

.4. Обнаруженная в процессе проведенных исследований зависимость параметре" фотодвижения двух видов Dunaliella от освещенности образца белым светом /до 40000 лк/, спектрального состава света, ..онизи-ующих излучений /до ЮОС Гр/, электрических и электромагнитных полей, состава среды может быть положена в основу при разработке бионических датчиков и регистраторов разнообразных физических и химических факторов.

Использование эффекта фотодвижения низших растений пои био-тестирсвании водных сред.

Антропогенное воздействие на окружающую среду и возрастающая химизация сельского хозяйства остро ставчт вопрос о необходимости поиска и разработки новых средств контроля загрязнений, попадаттх в сельскохозяйственные растения и продукты. Одним из перспективных подходов к решению этой проблемы является биотестирование, заключающееся в регистрации способности еивых организмов реагировать но воздействие химических соединений, присутствующих в водной среде. В качестве тест-обгоктов в настоящей работе предложено использовать клетки двух видов зеленой водоросли -Dunaliolla ITeod. , в частности,]).salina •< В.viridis , пред-став^пгщиз собой удобные для поличествешых оценок действия раз-, личтых токсикантов об&екты. В качестве тест-функций предложено использовать совокупность разнообразных параметров фотодвиг.онил

клеток -скорости поступательного и вращательного движения, напра: %

ленкя, траектории движения, частоты биения жгутиков и т.д. Зависимость этих параметров от характеристик светового стимула и вяе

ггних факторов детально рассмотрена в предыдущей главе. Доя cpfiE-нительной оценки объективности химических соединений предложен

так называемый "векторный" метод б:;отестирования /Посудин, 1991/

основанный на помещении используемых тест-объектов в опытную, с химическим соединением, и контрольную среды, внесении обеих сред г экспериментальные ячейки системы видеомикрографии, освещении ячеек, стимулирующим фотореакции светом, определении параметров фото движения тест-объектов и .оценке величины |П| и нш.равления б вектору в по формулам /Маде.1.унг, 1968/:

\

Х| - |B»cosQ1j Xg - |H|cosO^{ IsinOjj

*н - Ibin^ineiJ

J .1 4

/ IВ| + 'x| +...+ xj} J

i - 2,3,...,H-1.

04r<oo ¡ 0<e^> (i.1,2,.,.,H-2)¡ í

Здесь x^ - отношение i-го параметра фотодвижения аест-обьектов в: ; опытном образце к аналогичному параметру в контрольном образце; 131 и 9 - полярные координаты; И - количество регистрируемых параметров. ...

Факт наличия химического вещества усташ вливается по статистически достоверному отклонению величины I в I от У"|Г ; количественная оценка действия этого вещества на тест-объекты проводится путем опрёделения отклонений направления 9 й величины |В| вектора В относительно значений 0„ и I н I , присущих контрольному

К к

образцу.

В процессе настоящих исследований предложенные тест-объекта /клетки D.ealina и D.viridis / были использованы для биоТестирования и количественных оценок присутствующих в водной среде токсикантов - поверхностно-актирных веществ /ПАВ/, тяжелых металлов, пестицидов. Векторный метод биотестирования позволил оценить дей-стгиё ПАВ различных типов /анионактивных /ЛПАВ/, катионоктивных /КПЛВ/, неионогашнх /ШДВ/ и природных /ППАВ// и концентраций в

. течение различных промежутков времени. Тек, показано, что увеличении концентрации ПАВ в суспензии приводит, как правило, к повороту вектора Р. против часовой стрелки относительно ве-тора «к с одновременным уменьшением его величины. Наиболее токсичными яв-лягтся КПЛВ, наименее токсичными - ППАВ. Обнаружено стимулирующее действие ЛПАВ при малых, порядка I иг/л, концентрациях. В больсинстве случаев два вида водорослей, используемых в качестве гест-объектов, демонстрируют различн/ю чувствительность к ПАВ од-'ного типа-и одинаковой концентрации. Определена зависимость величины и направления вектора R от типа ПАВ. С увеличением продолжительности дейстскл ПАВ всггчина вектора Е уменьшается, что сг.идетельствусг о возрастании ингибирущего Г'ффзкта, производимого ГОВ' на фотодвидсниз водорослей.

В таблице 4 представлены результат« исследования зависимости трех параметров фотодвяхсшк содрослей - скорости V поступа-ve .иного д:;к~снпл , "фог1отоио'1ш'снса $ и числа шдвиллш клеток Я от -.-«па и концентра;, ш внесенных в суспензии тоаешк «е-1йЛЛОЬ. Т: двспсЯ сьтузции токсическое действие металла зсерагларкзуеш; ве-::¡:v.ího" 1 Е| и направление:.:, задаваемый двумя углс.ми Gj и 6g,éo!¡ торг R . Видно, что параметры вектора В изменяются неоднозначно. Так, при дсбавлсгиил кадмия наблюдается увеличение еол«чинн se-"тори, которая проделает увеличиваться с ростом концентрации кадмия, '/алые, порядка

концентрации йеди вызывают увеличение величины вектора, а свища - уменьшение величины вектора; дальнейшее увеличение концентрации /меди - до 10"^,>, свинца - л Ю~'М/ приводит к уменьшения величины вектора. При всех ятих цедурах изменяется пространственное положение вектора к , хгрл? теризускоо утлгцки Gj и ©g. Графически описываемые зависимости изображены на рис.12. В зтей аа главе рассмотрена возможность

Таблица 4

3..зиск..!ость величины I Щ и направления /0р ^ вектора П в трехмерной /хр Х2, системе координат от типа и концентрации тяжелого металла в суспензии РипаНоНа.

Тип тяжелого металла; концентрация С я1" ^к х2". V И/1Гк ®1 92

I. Контроль С = 0 1,00 1,00 1,00 1,7320 54,73 44,93

г.с^сио"6 1,05 1,18 1,00 1,8695 55,83 40,28

з, с^с-ю-5 1,14 1,24 1,28 2,1156 .57,40 45,91

4. Си|С=10"6 0,99 1,15 0,92 1,7745 56,09 32,64

5, Си; 0,71 1.12 1,13 1,7422 65,95 45,25

6. РЪ-.СИСГ6 1,07 0,89 0,99 1,7079 51,21 48,^4

РЪ}С-10"*5 0,84 0,75 0,95 I,4733 55,24 51,71

Б.УЧНсИя

л' т с-1 »•-•

I !

Рис.12. Пространственное положение Еектора Я для разлив 'ых пов тяжелых металлов /концентрация 10" М/ в трехмегп. системе кооридянт.

диагностики токсического действия тяжелых металлов на организмы, 'присутствующие в водной среде, на основе лазерной допплеровской ¡спектроскопии, предусматривающей регистрацию флуктуаций рассеянного движущимися клетками Сшш11о11а света. В качестве критериев оценки токсичности внесенных в суспензию тяжелых металлов использованы скорость движения, число подвижных клеток I' величина энергозатрат.

Метод биотестировзнич был использован для оценки действия пестицидов /в наших экспериментах было апробировано 35 пестицидов/. Результаты вычислений величины и направления вектора К /таблице 5/ свидетельствуют о высокой чувствительности метода. Можно говорит.,, например, о возможности регистрации действующих пестицидов типа ладэк и эрадиквн начиная с концентраций порядка 1СГ^М; о с таль т;х пестицидов - при концентрациях > 10~°М. В целом, векторный метод биотестирования, основанный на регистрации фотодвижения подвижных организмов, обладает высокой чувствительностью, •позволяет фиксировать присутствие в водной среде токсикантов при малых концентрациях, занимает мало времени и прост в обращении; одновременная регистрация ряда параметров фотодвиженнл позволяет различить присутствующие в водной среде токсиканты по их специфического действию на каждой из этих параметров, прит >длшему к из-.мскешга величины и направлению вектора Е.

Еще один метод - лазерная спектрофлуориметрия пестицидов,присутствующих в растениях или суспензиях водорослей - представляется, на наз взгляд, весьма перспективным, поскольку позволяет регистрировать специфические характеристики спектров излучения, флу-. оресценции и, таким образом, идентифицировать наличие в растите-л чых объектах химического вещества и оценивать их количественно.-Нами были гклвлены II пестицидов, обладающих первичней флуорес-

Таблица 5

Наименование пестицида, величина н > и направление 9 вектова "5 Концентрация пестицида Д!/ в суспензии' "

10-ю Ю-9 Ю-8 Ю-7 ТО-6 Ю-5 ю-4 Ю-3 Ю-2 -Ю-1

Тек то а ; о 1,22 1,17 1,04 1,09 0,94 36,53 31,71 21,70 16,92 0 0,81 0

Ацетал в 1,44 1,41 1.23 1,20 1.13 0,69 47,21 43,6 39,63 35,50 ЗЙ,68 2б,26 00

Алахлор В ' • 9 : 1,45 1,06 1,02 0,89 45,79 23 ¡16 14,20 1.3!38 0 0

Ладок Н О 1,36т 42,80 1,32 1,25 0,83 0,73 0,64 ВЭ|90 31,41 5,26 9,05 0 •

. Аридан £ . 9 ! • 1,42 1,12 0,99 0,99 0,89 .46,34 30;50 3,29 8|22 5,52 0,86 0

Зураре а'! в 1,38 1,24 Т,18 1,06 0,75 44,57 38,70 35|04 35122 40^3 0 0 .

Эрадикан а 0 : 1,24 40,77 1,17 1,02 0,98 0,94 0,87 36,12 25,46 20,50 19,34 хб1б8

- ' Ацетазин 1,28 1,13 1,04 0,96 77 31,74 24129 26,42 0,70 19,73

. Дуал 2 1 е ; ' * >1,31 1,28 1,29 1,П' 0,93 37189 37,44 39,85 38165 39147

а в ) 1,40 45, ¿7 1,33 1,32 Т',11 40.78 36,64 17198

| Гармони . 1 ' а : 0 1,67 51161 1,49 1,12 1,09 47,19 17,83 11,57

ценцией. Наибольшей интенсивностью флуоресценции обладают пестициды тйпэ текто, гармони, ДРХ, ацетал. Образец спектра излучения .' флуоресценции суспензии клеток Dunaliolla с добавленным в нее пестицидом /rap-ши/ представлен на рис.13; видно, что добавление пестицида приводит it увеличению амплитуды коротковолнового максимума. В ю ке врет, отмечено, что в процессе регистрации спектров флуоресценции, которая длится конечное время, следует ' обязательно учитывать присущую растительным объектам индукцию : флуоресценции.

Р^.-атул^ t'oiобиологичссг.уХ

раотоивК г;ри совшсгком действии cr.g-ca tt сспгспбилиззторов

Процесс одногрсмешюго воздействия света и сенсибилизатора /вещество, молекулы которого способны поглощать свет и передавать онорпго возбуждения другим молекулам, не участвуют«* в поглощении света/ па подвижные организмы приводит it потере их двигательной активности и жизнеспособности, Помимо интереса к исследованию механизмов ■фотосенсибилизации, данная проблема актуальна-с точки ярения диагностики и терапии ряда заболеваний. В процессе изучения: явления фотосенсибилизсцпи необходимо учитывать целый ряд факторов, характеризующих действующие на организм оптическое изучение и сенсибилизатор.

В настоящой работе- отражены результаты исследования деструк-пиого действия сенсибилизаторов-рибофлавкна и мэзо-тетра /а -льфофенид/ порфина /ГСФП/ на жизнеспособность и двигательную як-рнпсть клеток Eunaliolla при их облучении видимым светом; псо-тена, ангедицина и рибофлавина при воздействии ультрзфиолетово-излучения, £отосенсибилизирующие свойства использованных препа топ зависят от типе и концентрации сенсибилизатора,, его егххт-

И'

509 780

РисЛЗ. Спектр излучения флуоресценции пестицида /гармони/ I и хлорофилла /длинноволновый 2 и коротк^волновнй 3 пики/ в суспензии водорослей. •

" щ ~ —'---———1—---

ч»

41

• (.мим«теп

• о • , ».-и»

« • • • ».»11* • тти»

.»,*.*• 0 ее

*8 о о в

го «о и ю в» ао я* но на Рис.14. Результаты измерения временной кинетики жизнеспособности клеток В.ваИпа при действии сре^а и сенсибилизатора.

ралыих характеристик, длины волны воздействующего излучения и прод .жительности облучения /Посудин, Репецкий, 1983/.

Для выяснения возможных механизмов фотосенсибилизгции был проведен эксперимент, основная идея которого заключалось в испо-льз'вании акцептора синглетного кислорода - В -каротина, растворенного в мицеллах Тритона Х-100. В суспензии Еодорое.,;л" добавляли сенсибилизатор'ТСТП в концентрации и определяли в этом образце скорость убыли подвижных кле-ок при воздействии монохроматического света. Б опъглый образец был вгоден С-каротин в концентрации 10"^,I. Время облучения образцов красным светом /и ка чсстве источника излучения попользовали лазер ЛГ-75 с длиной болит; 630 им/ составляло 180 минут.'Сравнивали зависимости относительного числа неподвижных клеток от времени облучения для контрол! ного образца, для образца с ТОШ и для образца с ТС'ГП и Д-каро-тином. Результаты сопоставления свидетельствуют о том, что деструктивное действие излучения и ТОШ вита, чем в случае контрольного образца; однаас . добавление С -каротина снижает деструктив ¡юг' действие света и ТСФП до значений, соизмеримых с контрольна образцом /Рис.14/. Все это свидетельствует об участии в процессе фот.осенсибилиэации, обусловленной действием видимого света и'ТСТ синглетного кислорода-, тушителем которого является В -каротин.

■ 3 А К Л Г Ч Е Н И Е

В этом разделе -"рассмотрены перспективы использования оптических кетодов в сельского хозяйстве, изложены результаты исследования основных закономерностей фотобиологических реакций ряст* ний, сформированы "орерс'тапленш о структурно-фуго-ционплыаге обо; с/ввх систем,- отгетс?вен:.ых-!эа;.г,ти реакции, прздяеае!« практичс кие прмлеяения обнаруженных "зАК'ономсрностей для получения и»£ор

мации о сг . ;тоянии растений и среда их обитания.

выводи

»

основным выводам, полученным в результате проведенных исследований, можно отнести слетугщие:

1. Проведенное с помощью методов лазерной спектрофлуоримет-рии и .регистрации индукции флуоресценции комплексное иссл'едова-

I

ние параметров, характеризующих спектральную и временную зависимость интенсивности флуоресценции сельскохозяйственных расте!ШЙ й процессе энергетических фотобиологических реакций позволило установить связь флуоресцентных параметров с состоянием растений, влиянием внегних факторов, условий культивировыия и предложить зти .параметры в качестве диагностических критериев.

2. Экспериментальное изучение и сравнение результатов воздействия когерентного и некогерентного оптического излучения на семена сельскохозяйственных, культур дало возможность установить отсутствие специфических эффектов в процессе предпосевной обработки семян лазерным излучением. • "

3. Изучение с помощью, сптическлх ывтодоз закономерностей фотоиндуцИроЕанного движения низших растений при изменении внешних условий /параметров светового стимула, температуры, состава среды/ позволило исследовать структурно-функциональные свойства Лоторецепторных систем, в частности, установить пигментный состав фоторецептора, его структуру, месторасположение, участие в первичных фотореекциях и в процессах фотоориентации, изучить основные этапы сенсорного прес разования и предположить возможна механизмы фоторегуляции движения,

4. Ряссмотреш возможности практического использования параметров фотодвижения низших растений, определенных с помощью

оптических методов, в процессе биотестирования водных сред;пред-. аолсеьи. методы оценки совместного действия света и химических соединений на растительныеорганизмы.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕШ ДИССЕРТАЦИИ

1. Коломбетти Jfe., Гетти Ф., Ленчи Ф., Полакко Э., Посудин Г.Н., Кампани Э. Лазерная микроспектрофлуориметрия фотопигментов

in viv«í//KBaHT.электроника. - 1981. - Т.З.- JfI2.- С.268С-2663.

2. Посудин Ю.И. Измерение воемени затухания флуоресценции Eugleaa eraoilia : Науч.труды /СТА.- Киев, 1981.- C.I77-IP3.

3. Коломбетт! Дд., Гетт! Ф., Ленч! Ф., Пола^о Е., Посуд1н ЮЛ., КампаН1 Е. Лазерка мгкроспектрофлуортметр^я фотопггмент^в ia vivo //Укр.ботаи.яэфнал, 1981.- Т.37.- К.- С.74-76.

4. Посудин Ю.И. Фотоповедение Eueleaa graoilia ff Усп.совр.би-ол.- 1982. - Т.93. - Вып.2. - С.230-235.

5. Посудин Ю.И. Спектральные характеристики рибофлавина тетрабу-тирата // Укр.биохим.журнал.- 1982.- Т.54.- П.- С. 196-201.

6. Посудин Ю.И. Разрешенная во времени флуоресцентная спектроскопия биологических обьектов // Еиол.науки, 1983.- IP 7. — С.29-37.

Посудин Ю.И. Фотосенсорное преобразование в Eugleoa gracilis // Доклада АН УССР. Серия Б.- 1983.- * 9. - С.77-80. ColcQbetti G.,Gbatti P.,Polncco E.,Pocudin Tu.I.,

Cwopani E.HioroBpQttrofiuorcaatria laser di fotopisaenti in vivo//Quaderai do "La ricorca ecientifioa"«1983,-Y.111.P.223-225.

Госудин Ю.И., Червинский Л.С. Применение оптических стимулов в биологических исследованиях: Сб.науч.трудов/УСХА.- Киев. I984.- С.62-70. '

10. Посуди- Ю.И. Проблемы воздействия сфокусированного оптичес-

_ кого излучения на биологические обьекты / Ред.журн. "Биол.

-науки". - М., 1984.- II е.- Деп. в ВИНИТИ, № 1478-85 Деп.

И. Посудин Ю.И. Идентификация фотопигыентов Еив^впа вгаоШа // Изв. АН СССР. Сер.биол. - 1984. - П I. - С. 82-88.

12. Посудин Ю.И. Лазерная микрофлуорнметрия биологических объек-

I

тов. - Киев: Егпцп птколг. Головное изд-во, 1985. - ПО. с.

ТЗ. Посудин Ю.И. Регистрация восстановления флуоресценции после обесцвечивания как метбд исследования клетки // Цитология,

• 1985. - Т.27.- }? II. - С. 1315-1319.

14. Посудин Ю.И. Фотоиндуцированная ори^н' ция хлоропластов: Сб. науч.трудов "Человек и свет" / Саранск, 19Е5. - С. 94-101.

15. Посудин Ю.И., ЧервинСкиЙ Л.С., Чирко В.И. Использование био-хемнлшинесцентиых и флуоресцентных методов в сельском хозяйстве // Сб.науч.трудов "Биохемилюмннесценция в сельском хозяйстве". - М., 1966. - С. 39-40.

16,. Посудин Ю.И. Индуцированное светом движение хлоропластов но примере некоторых водных растений и водорослей // Гидробиол. журнал, 1986. - Т.22. -.4 6. - С. 46-53. ■ "

17. Посудин Ю.И. Спектр "фотометрические- исследования фотоиндуци-рованного перемещения хлоропластов / Ред.ж. "Биол.неуки". -М., 1986. - 10 с. - Деп. в ВИНИТИ, № 1957-В.

18. А.С.1263039 СССР, МКИ3 Си1"П21/64. Устройство для измерения времени затухания флуоресценции ' Ю.И¡Посудин /СССР/. ,- , У 3840847/24-25; Заявлено 09.01.85; Опубл. 08.,Об-.86.- 3 с.

19. Гордиенко Т.К., Конониуг В.Р., Кучин В.Д., Посудин Ю.И.V ~уп-рун А.Д. Воздействие.лазерного излучена, на растения / Ред.я. "Биол,науки". - М., 1986.- 9 е.- Деп. в ВИНИТИ, Р 4ПЗ-В86.

20. Гордиенко Т.К., Кпнончук В.Р., Кучин С.Д., Посудин Ю.И., Супрун А.Д. ВоздеР.стчи" лазерного излучения на семена // Биол. науки. - Т?'Т-. Г ?. - С. 27-28.

21. Посудин Ю.И Фотосенсибилизчция в ветеринарии: Учеб.пособие.-Киев: УСХА, 1987. - 66 с.

22. посудин Ю.И., Масюк Н.П., Радчонко О., Лилицкал Г.Г. Фотокинетические реакции двух видов Dunaliella Tood. // Микробиология, 1983. - Т.57.- Вып.6. - С. Ю01-Ю06.

23. Посудин Ю.И., Репецкий Н.С. Деструктивные реакции низших ор-ганизмоз на воздействие света и сенсибилизаторов // Биол.пауки, 1983. - 1? I. - С. 33-36.

24. MaciiK Н.П., Посудтн W.I., Радчен: э М.Й., Шейко 0.1!. Логгчпт основн клас.гМкацтТ свттлозале-лоТ повг-днки рухливих оргат нтзмгв // Укр. бот.журнал, 1988. - Т.45.- В 5.- С. 1-7.

25. Гордтонко Т.К., Конснчук В.Р., Купи В.Д., Посудтн D.I., Супрун Л.Д. Лазерне вкпромгиенш ciльсногослодарських культур // В г сник с. г. науки, I93*. - J? 3. - С. 67-71.

26. Зельниченко Л.Т., Ковальчук B.C., Посудин Ю.И. Влияние электромагнитных полей на движение микроорганизмов // Биофизика, 1988. - Вып.5. - С. 841-844.

2.7. Посудин Ю.И. Лазерная фотобиология. - Киев: Вица шсола, Головное изд-ро, Т98Э. - 248 с.

28.- Ипаницкал С.Л., Посудин Ю.И. Лазерная спектрофлуориыэтрия злаковых культур / Ред.л. "Биол.науки".- М., 1989.- Деп. с • ВИНИТИ, Г' 5350-Е89.

29. Иваницкая С.А., Посудин D.H. Лазерная спектрофлуорнметрия овощных культур / Ред.е. "Биол.наутек",- LI., 1989.- Доп. в ВИНИТИ, i<" 535I-B39.•

30. A.C. 1482887 СССР, tSffi3 A6IK3I/52. Способ оценки токсического действия хкнкческих веществ, содержащихся и водной среде / А.А.Бегка, В.В.Власснко, В.И.Кацхиегскпй, Ф.Ы.Поньксв, Ю.И. Посудин, Г.В.Фролоз /СССР/. - J? 4260249/30-13; Заявлено

■ и

10.06.87; Опубл. 30.05.89, Бюл.Р 31. - 10 с.

31. Клеров Л.П., Ольховск л Ж.П., Посудин D.H. Разложение спектральных контуров кеч метод диагностики растительных обген-гев / Ред.ж. "Биол.науки".- И., 1990.- 12 с,- Деп в ВИНИТИ, ff 254-B9I.

32. Magßjuk N.P. .Posudin Xu.I.Photcaovement at Dunaliella/ЛТол. JlAiO-Aßl "Biophyeica of Photoreceptors and Pbotomovement in' Microorganieaa".-Italy,Tirrenia-Bisa,1990.

33. Посудин Ю.И., Macnu Н.П., Лилицквя Г.Г., Радченко U.U. Фото-

^ топотаксис двух видов Dunaliolla Teod. в ультрафиолетовой

облает;- спектра // Биофизика, 1990.- Т.35.- Вып.6.- С.969-971.

34. Ку ;ш В.Д., Посудин Г).И. Наука и охрана окружающей среды // Человек-техникп-лрир<"ча / В.П.Ключников, О.Г.Приш.'ан, В. Пвресишт и др.{Под ред.В.П.Ключникова. - Киев: Выща i кола, Головное иэд-во, 1990. - С. 26-33.

35. Паршикова Т.В., Липницька Г.П., ЛЫгцька Г.Г., Посудтн D.I.

■ Вплив поверхнево-актнвних речовин на фоторух та флуоресцен-ц!ю хлорофтлу двох вид*" Dunaliella Teod. // Укр.бот.журнал, 1990.. - Т.47.- 9 5. - С. 60-63.

36. Посудтн D.I., Наг-к Н.П., Л}лицька Г.Г., Радченко М.й. Фото-топотаксис двох видтв Dunaliolla Та od. // Укр. бот. Л1урнад, 1991. - Т.48. - Р 4. - С 48-53.

37. A.C.4737382/13/II7172 СССР, ШИЭ Q0IH33/I8. Способ биотестирования наличия химических соединений в водной среде / Ю.И. Посудин /СССР/,

38. Посудин Ю.И., Конончук Б.Р., Насгк Н.П., Лилицкая Г.Г. Ii изучению механизмов фоторецепции Dmaliella saliaa Те od. // Альгология, 1992. - Т.2. - JF 2. - С. 37-46.

39. Масюк Н.П., Посудин Р.И. Фоторецепторные системы монадг чт во-

дорослей? Метод.р-зработка / УСХЛ. - Киев, 1991. - 60 с.

40. Maccjub IT.Р. ,PoGudin Yu.I.Ihe parnnotrical principio of tha clacsification oí pliotoaovonont of cr2aniscn//J.Photochea. Photobiol.JJ.:Biol.,6991.-V.40.-P.269-27'K

41. Посудин Ю.И., Масюк Н.П., Лилицкоя Г.Г., Голучада П.Г. Воз-дэйстпие ионизирутсцего излучения на фотодшкение водорослей // Радиобиология, 1992. - Т.32. - Вып.2. - С. 292-293.

42. Городппй Н.М., Повхрч М.5., Посудин Г.И., Ешпш Л.В. Флуоресцентные методы контроля эффективности удобрений // Агрохимия, 1992. - JT 4. - С. 133-133.

та yz>jr 39 i -ЮО 19 Я ¿Г