Основное содержание

Цель данной работы – определение фотосинтетических пигментов растений, произрастающих в лесостепной зоне Красноярского края.

Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие основные задачи:

• изучить литературу по данной теме

• определить содержание хлорофиллов и каротиноидов в листьях и плодах растений

• установить различие в содержании зеленых и желтых пигментов хлоропластов у световых и теневых листьев, которое служит подтверждением наличия физиологических адаптаций растений к различному световому режиму.

Методы и методики решения задач: Работа выполнена в августе 2013г. в окрестностях Уярского района, в лесостепной зоне Красноярского края. Содержание пигментов было определено у пяти видов семейства Rosacease Juss: рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia L), ирга крупнолистная (Amelanchier ovalis Medik), малина обыкновенная (Rubus idaeus L.), боярышник кроваво-красный (Crataegus sansuinea P), шиповник даурский (Rosa davurica). Виды различаются по распространению, экологическим характеристикам, и географическому ареалу [8,9]. Sorbus aucuparia L.- засухоустойчив, растет в затененных местах, Amelanchier ovalis Medik – растет в затененных местах, на плодородных суглинистых и супесчаных дерново-подзолистых, достаточно увлажненных почвах; Rubus idaeus L. – растет на увлажненных участках, Crataegus sansuinea P – светолюбив, засухоустойчив, растет на осушенных торфяниках, Rosa davurica - засухоустойчив, светолюбив.

Отбор плодов и листьев производили в середине дня, когда содержание пигментов в растениях наибольшее. Исследуемые растения взвешивали (0,1г), измельчали, тщательно растирали, переносили в пробирку, заливали 10 мл 100% раствора ацетона и помещали в темное место, так как исследуемые пигменты разрушаются на свету. Через 12 часов проводили измерения содержания пигментов спектрофотометрическим методом при длине волны 644 нм, 662 нм, 441 нм. Содержание хлорофиллов a и b, каротиноидов рассчитывали с использованием следующих формул:

а) определение концентрации (мг/л) пигментов:

С_{хлорофилл a}= 9,78*D₆₆₂ – 0,99* D₆₄₄

С_{хлорофилл} b= 21,42*D₆₄₄ – 4,65* D₆₆₂

С_{каротиноидов} = 4,695*D₄₄₁ – 0,268* (С_{хлорофилл a}+ С_{хлорофилл b})

б) определение количества пигментов в растение (мг/г сырой массы):

А= (V*C)/(Р*1000), где V - объем спиртовой вытяжки; С - концентрация пигментов в спиртовой вытяжке (мг/л); Р – навеска исследуемого материала. [7]

Статистическую обработку результатов исследований проводили на ПЭВМ с применением программного пакета Microsoft Excel.

Результаты. Основная функция пигментов в растительной клетке заключается в поглощении и преобразовании энергии солнечного света, т.е. в обеспечении процесса фотосинтеза. Желтые пигменты, кроме основной функции, выполняют протекторную – стабилизируют структурированность клеточных мембран и повышают их устойчивость к интенсивному свету. В фармакологии и медицине хлорофиллы находят широкое применение в качестве дезодорирующих средств и пищевых добавок, активирующих кроветворение. Каротиноиды, в частности бета-каротин, являются провитамином, который при окислительном расщеплении в печени превращается в витамин А [10].

Нами представлен анализ содержания хлорофиллов a, b и каротиноидов в листьях и плодах семейства Rosacease (табл. 1, 2). Общее содержание хлорофиллов у изученных видов сем. Rosacease варьирует от 0,032 до 3,887 мг/г сух. массы, а каротиноидов от 0,09 до 0,630 мг/г сух. массы.

Таблица 1

Содержание пигментов в листьях семейства Rosacease, мг/г сухой массы

Вид	Хлорофилл мг/г				Каротиноиды мг/г	Хлорофилл/ каротиноиды
	а	б	а+б	а/б
Рябина обыкновенная	1,901±0,002	1,261±0,007	3,162	1,51	0,574±0,003	5,51
Ирга крупнолистная	2,33±0,003	1,557±0,006	3,887	1,49	0,630±0,005	6,17
Малина обыкновенная	0,359±0,003	0,307±0,004	0,666	1,17	0,097 ±0,005	6,81

Таблица 2

Содержание пигментов в плодах сем. Rosacease, мг/г сухой массы

Вид	Хлорофилл мг/г				Каротиноиды мг/г		Хлорофилл/ каротиноиды
	а	б	а+б	а/б
Рябина обыкновенная	0,031±0,003	0,056±0,002	0,087	0,55		0,147±0,003		0,59
Шиповник даурский	0,059±0,003	0,096±0,003	0,155	0,61		0,171±0,003		0,91
Боярышник кроваво-красный	0,013±0,007	0,019±0,006	0,032	0,68		0,154±0,005		0,21

В результате проведенных исследований было выявлено значительное увеличение суммы хлорофилла а и хлорофилла b, а также соотношения суммы хлорофиллов к количеству каротиноидов в листьях растений, растущих в затененных местах по сравнению с растением, произрастающим на свету. Это можно объяснить тем, что влияние света отрицательно сказывается на фотосинтезе растения, в результате чего оно адаптируется к меняющимся факторам среды, для поддержания своей жизнедеятельности.

В плодах шиповника даурского наблюдается большое количество хлорофиллов а и b, а также каротиноидов, чем в плодах рябины обыкновенной и боярышника кроваво-красного. Это объясняется тем, что климатические условия не оказывают значительное влияние на плодоношение.

Таким образом, установлено существенное влияние света на уровень хлорофиллов и каротиноидов в листьях растений, что может служить критерием оценки адаптации растения к экологическим условиям.