Библиографическое описание:Флуоресцентный метод определения реактивности фотосинтетического аппарата листьев растений : научное издание / Т. В. Нестеренко, В. Н. Шихов, А. А. Тихомиров. - Текст : непосредственный // Журнал общей биологии. - 2019. - Т. 80, № 3. - С. 187-199. - ISSN 0044-4596, DOI 10.1134/S0044459619030060. Перевод заглавия: The fluorescence method for determiningof photosynthetic apparatus reactivity in plant leaves
Аннотация:В настоящее время наиболее перспективным направлением изучения, прогнозирования и повышения устойчивости организмов к экстремальным воздействиям считается оценка исходного функционального состояния регуляторных систем организма. Для решения проблем устойчивости фотосинтетического аппарата (ФСА) к экстремальным воздействиям на уровне такой сложной функциональной системы как лист растения необходимо оценивать интегральные реакции ФСА листа в целом. При этом более простые и универсальные показатели могут иметь определенные преимущества. Флуоресценция хлорофилла является одним из основных быстро регистрируемых показателей фотосинтетической активности растений. Один из подходов может заключаться в использовании для оперативной интегральной оценки активности ФСА параметров, введенных для кривых медленной стадии индукции флуоресценции хлорофилла (ИФХ). Особый интерес вызывают временные xаpактеpиcтики ИФX. Наиболее простой показатель Т<sub>0.5</sub> (время полуспада интенсивности флуоресценции хлорофилла в течение медленной фазы ИФX) представляет собой интегральную xаpактеpиcтику cкоpости активации pяда фотоассимиляционных и фотозащитных процессов в лиcте. На основании ранее проведенных исследований и литературных данных в работе анализируется поведение параметра Т<sub>0.5</sub> в сравнении с другими характеристиками ИФХ (qN – коэффициентом нефотохимического тушения флуоресценции хлорофилла, ETR –потоком электронов через фотосистемы, Φ<sub>PSII</sub> – квантовым выходом фотохимической реакции в ФС II и отношением F<sub>p</sub>/F<sub>Т</sub>) в разных ситуациях. Рассмотрено влияние старения листьев растений, изменения интенсивности возбуждающего ИФХ света, слабого обезвоживания растений и восстановления их водного дефицита. Наблюдаемые в экспериментах особенности в поведении Т<sub>0.5</sub> и сравнение его с другими показателями ИФХ дают основания предложить применение Т<sub>0.5</sub> для косвенной оценки изменения активности ФСА в ситуациях, когда необходим оперативный интегральный контроль за состоянием ФСА. Для установления количественных закономерностей между активностью ФСА и флуоресцентным параметром T<sub>0.5</sub> в конкретных стрессовых условиях необходимы дальнейшие исследования.
Presently, the most promising way of studying, forecasting, and enhancing of organisms’ tolerance to harsh environmental impacts is considered to be the estimation of initial functional state of an organism’s regulatory systems. To resolve the problem of photosynthetic apparatus (PSA) tolerance to harsh impacts at the level of such a complicated functional system as a plant leaf, it is necessary to assess integral responses of the leaf’s PSA to the impact. At that, simple and versatile traits may have certain advantages. At present, chlorophyll fluorescence seems to be one of the main indices of PSA activity, which can be measured relatively fast and easy. One of the possible approaches to operational integrative assessment of PSA activity may consist in usage of the parameters introduced for the curves of chlorophyll fluorescence induction (CFI) slow phase. Temporal patterns of CFI are of special interest. The simplest index T<sub>0.5</sub> (i.e., half-time of chlorophyll fluorescence intensity decrease during the slow phase of CFI) appears to be an integral characteristic of activation rate with regard to a number of photo-assimilation and photo-protective processes in leaves. On basis of the studies, conducted earlier, and published data, we have analyzed the behavior of T<sub>0.5</sub> parameter with comparison to other CFI traits (namely: qN – non-photochemical quenching coefficient, ETR – electron transport rate, Φ<sub>PSII</sub> – effective quantum yield of PSII photochemistry, F<sub>p</sub>/F<sub>Т</sub> ratio ) under different conditions. The influence of leaf senescence, changes in intensity of excitation light, slight dehydration of plants and their recovery from water deficiency have been examined. The pattern of T<sub>0.5</sub> behavior, observed in laboratory experiments, and the results of its comparison with other indices of CFI give occasion to propose the usage of T<sub>0.5</sub> for indirect estimation of PSA activity when operational integrative monitoring of PSA state is required. Further studies are necessary for establishing quantitative relationships between PSA activity and fluorescence parameter T<sub>0.5</sub> under specific stress conditions.
