С.Ф. Коваль, В.П. Шаманин  "Растение в опыте"

 

Этот показатель отражает состояние мембран в хлоропластах, которые более консервативны по сравнению с внешней мембраной клетки.

Еще раз подчеркнем, что количество хлорофилла не связано с продуктивностью фотосинтеза, и в этом плане определение его не информативно. Но по мере старения листа или при повреждении его теми или иными неблагоприятными факторами возрастает доля хлорофилла, извлекаемого неполярными растворителями, т.е. ослабляется его связь с белково-липоидным комплексом хлоропласта.

Для определения доли слабо связанного хлорофилла навеску последовательно экстрагируют вначале петролейным эфиром (с несколькими каплями насыщенного раствора бикарбоната натрия), а затем 80-процентным водным ацетоном. Первый (неполярный) растворитель извлекает слабо связанный хлорофилл, второй (полярный) - весь оставшийся в тканях [Сапожников, Черноморский, 1960; Витковская, Баранов, 1963]. Количество хлорофилла в экстрактах определяется по формулам:

для петролейного эфира С_п=7,53 D662 +15,39D644 для ацетона          С_a = 8,04 D633 + 20,32D644

где D - оптическая плотность раствора, а С - концентрация хлорофилла мг/ л. Долю слабо связанной фракции выражают в процентах от общего содержания в навеске, что легко определить через о тношение концентрации в петролейной фракции к их сумме:

Х = С_п/(С_а+С_п)100%

При равенстве объемов этих фракций вычисление фактического содержания пигментов в образце становится излишним, т.к. вес его входит в числитель и в знаменатель и, следовательно, сокращается. Поскольку мы оперируем отношением фракций в одном и том же образце, нет необходимости производить точное взвешивание навески. Взвешивание имеет целью только ориентировочную оценку, чтобы концентрация хлорофилла в растворах находилась в пределах достоверного измерения оптической плотности.

Если воздействие было достаточно слабым, то на первых этапах наблюдается сокращение фракции слабо связанного хлорофилла, тогда как выход электролитов уже начинает увеличиваться. При последующем нарастании стресса связь хлорофилла в тилакоидах ослабевает быстрее по сравнению со скоростью нарушения полупроницаемое™ клетки. Одновременно уменьшается общее количество хлорофилла, т.к. слабо связанная фракция его легко окисляется (таблица 6.3). При сильном, длительном повреждении, когда начинается окислительная деструкция систем клетки, исследователь может обнаружить снижение доли этого пигмента, переходящей в петролейный эфир. Внешне это производит впечатление упрочнения связи хлорофилла с мембранами, но общее количество его при этом убывает.

В качестве примера рассмотрим вегетационный опыт, в котором растения пшеницы Саратовская 29 подвергались многодневному воздействию жарой (44° по 6 часов в сутки) и сочетанию жары и засухи. Последняя создавалась прекращением полива. После 2 дней засухи влажность почвы снизилась до 44% (контроль 60%), через 5 дней она составляла 28%, а через 8 дней - 24% полевой влагоемкости. Физиологические параметры седьмого листа (предфлага) приведены в таблице 6.4.

Таблица 6.3. Изменение выхода электролитов и количество слабо связанного хлорофилла при анаэробиозисе в зоне корней у пшеницы Время затопления, сутки Вариант Выход электролитов, % в час Хлорофилл мг 1 г навески слабо связанный, % 1 Контроль 3,8 1.31 4,0 Опыт 3.2 1,34 3,0 4 Контроль 3,5 1,29 2,9 Опыт 4,1 1,21 6,0 7 Контроль 3,7 1.29 5.8 Опыт 4.9 1,16 9,0 НСР0,05   0,5 0,14 1,8

 

В варианте комбинированного воздействия жарой и засухой фракция слабо связанного хлрофилла увеличена только в начале опыта. Снижение общего количества хлорофилла отражает распад его и согласуется с изменением выходаэ^ектролитов и величиной водного дефицита.

Из этой таблицы можно сделать вывод, что не следует ограничива ться рсгитрацией одного или немногих, тесно связанных между собой, параметров. Любой показатель позволяет делать недвусмысленные выводы в ограниченом диапазоне условий. И только регистрация ряда не зависящих друг от друга физиологических показателей, отражающих различные стороны жизнедеятельности растения, может защитить правильность выводов.

Таблица 6.4. Физиологические показатели листа пшеницы при воздействии жарой и засухой Воздействие дней Вариант Водный дефицит, % Выход электролитов, % Хлорофилл мг/г сух. веса слабо связанный, % 2 Контроль 5.9 3,4 6,75 1,7 Жара 10,8 4,6 6,24 1.7 Жара + засуха 14,2 2,7 5,68 24,0 5 Контроль 15,8 3,1 5,60 3.1 Жара 22,2 9,4 4.96 2.7 Жара +засуха 37,7 14,2 4,10 6,2 7 Контроль 16,0 2,9 6,88 6,8 Жара 24,7 17,7 3,73 2,7 Жара + засуха лист погиб