Стрес-індуковані реакції мохів на періодичне короткочасне і тривале висушування залежно від водного режиму їхніх місцевиростань
Анотація
Мохоподібні – це пойкілогідричні вищі рослини, вміст води та метаболічна активність яких залежить від водного режиму навколишнього середовища. Метою дослідження було встановити особливості стрес-індукованих реакцій мохів у контрольованих умовах короткочасного і тривалого висушування залежно від водного режиму їхніх місцевиростань. Для дослідження впливу періодичного висушування використовували культуру пагонів мохів одного віку зі середовищ з однаковим рівнем відносної вологості. Дегідратацію здійснювали протягом 24 год, знімаючи поліетиленове накриття з горщечків із культурою мохів. У варіанті досліду з короткочасним висушуванням полив здійснювали двічі на тиждень: одразу після закінчення 24-годинної дегідратації та на 3-й день після висушування. У варіанті з тривалим висушуванням мохи після дегідратації поливали 1 раз на тиждень – на 3-й день після висушування. Рослини контролю обприскували двічі на тиждень. На підставі аналізу морфометричних параметрів Barbula unguiculata Hedw. і Physcomitrella patens (Hedw.) Bruch & Schimp. встановлено значне зменшення показників розмірів пагонів, листків і зростання щільності мохових дернинок під впливом тривалого й короткочасного висушування. У моху Weissia longifolia Mitt. тривале висушування спричиняло незначне збільшення розмірів листків і видовження пагонів, порівняно з контролем і короткочасним висушуванням, при цьому воно активувало утворення хлоронемних дендроїдів, що засвідчило його найбільшу пристосованість і адаптаційну здатність до періодичних змін вологості. Встановлено вищу чутливість пігментної системи B. unguiculata та P. patens до висушування, порівняно з W. longifolia. Виявлено, що в пігментній системі гігромезофітного моху P. patens визначальна роль належить хлорофілу b та феофітину b, тоді як оптимальне функціонування асиміляційного комплексу ксеромезофітного моху B. unguiculata залежить від хлорофілу а та феофітину а, у ксерофіта W. longifolia – завдяки стійкості хлорофілу а та міцності зв’язку каротиноїдів із білковими комплексами пігментної системи. Визначено залежність компонентного складу пігментного апарату, міцності зв’язку пігмент-білкових комплексів (ПБК), активності хлорофілази та загального вмісту вуглеводів досліджуваних мохів від тривалості висушування та їхніх видових особливостей.
Ключові слова
Повний текст:
PDFПосилання
Бойко І., Кобилецька М., Терек О. Деградація хлорофілу в листках рослин за дії йонів кадмію та саліцилової кислоти // Фізіологія та біохімія культ. рослин. 2012. Т. 44. № 5. 108 с.
Войцехівська О. В., Капустян А. В., Косик О. І. та ін. Фізіологія рослин. Практикум. Луцьк: Терен, 2009. 420 с.
Кавулич Я., Кобилецька М., Терек О. Вплив саліцилової кислоти на пігментну систему рослин гречки за токсичного впливу кадмію хлориду // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. біол. 2016. Вип. 72. С. 210-217.
Колупаев Ю. Е., Карпец Ю. В. Формирование адаптивных реакций растений на действие абиотических стрессоров. К.: Основа, 2010. 352 с.
Лобачевська О. В., Бойко І. В. Морфофізіологічні пристосування мохів Funaria hygrometrica і Brаchythecium glareosum (Bryophyta) до періодичного висушування // Укр. ботан. журнал. 2015. Т. 72. № 6. С. 559-565. https://doi.org/10.15407/ukrbotj72.06.559
Лобачевська О. В., Кияк Н. Я., Хоркавців Я. Д. Морфофункціональні особливості клітин протонеми Weissia tortilis Spreng. з різною чутливістю до гравітації // Космічна наука і технологія. 2019. Т. 25. № 2. С. 60-70. https://doi.org/10.15407/knit2019.02.060
Мусієнко М. М., Паршикова Т. В., Славний П. С. Спектрофотометричні методи в практиці фізіології, біохімії та екології рослин. К.: Фітосоціоцентр, 2001. 153 с.
Ніколайчук В. І., Белчгазі В. Й., Білик П. П. Спецпрактикум з фізіології і біохімії рослин. Ужгород, 2000. 210 с.
Романюк Н., Цвілинюк О., Микієвич І., Терек О. Фізіологія рослин. Методичні вказівки до лабораторних робіт з малого практикуму для студентів біологічного факультету. Львів: Вид-во Львів. нац. ун-ту ім. Ів. Франка, 2003. 84 с.
Фомішина Р. М., Сиваш О. О., Захарова Т. О., Золотарьова О. К. Роль хлорофілази в адаптації рослин до умов освітлення // Укр. ботан. журнал. 2009. Т. 66. № 1. С. 94-102.
Baran E., Warry F. Simple data analysis for biologists. Malaysi: World Fish Center and the Fisheries Administration, 2008.
Brinda J. C., Stark L. R., Clark T. A., Greenwood J. L. Embryos of a moss can be hardened to desiccation tolerance: effects of rate of drying on the timeline of recovery and dehardening in Aloina ambigua (Pottiaceae) // Ann. Bot. 2016. Jan; Vol. 117. N 1. P. 153-163. https://doi.org/10.1093/aob/mcv136
Coe K. K., Greenwood J. L., Slate M. L. et al. Strategies of desiccation tolerance vary across life phases in the moss Syntrichia caninervis // Am. J. Bot. 2021. Vol. 108. N 2. P. 249-262. https://doi.org/10.1002/ajb2.1571
Cruz de Carvalho R., Catalá M., Branquinho C. et al. Dehydration rate determines the degree of membrane damage and desiccation tolerance in bryophytes // Physiologia Plantarum. 2017. Vol. 159. P. 277-289. https://doi.org/10.1111/ppl.12511
De Carvalho R. C., Branquinho C., Da Silva J. M. Physiological consequences of desiccation in the aquatic bryophyte Fontinalis antipyretica // Planta. 2011. Vol. 234. N 1. P.195-205. https://doi.org/10.1007/s00425-011-1388-x
Glime J. M. Bryophyte ecology. 2019. Vol. 1. Physiological ecology. Ebook sponsored by Michigan Technological University and the International Association of Bryologists. Website: http://digitalcommons.mtu.edu/bryop hyte-ecology1/ [accessed 7 January 2019].
Greenwood J. L., Chiquoine L., Stark L. R. Effects of rate of drying, life history phase, and ecotype on the ability of the moss Bryum argenteum to survive desiccation events and the influence on conservation and selection of material for restoration // Front. Ecol. Evol. 2019. Vol. 7. P. 388. https://doi.org/10.3389/fevo.2019.00388
Greenwood J. L., Stark L. R. The rate of drying determines extent of desiccation tolerance in Physomitrella patens // Funct. Plant Biol. 2014. Vol. 41. P. 460-467. https://doi.org/10.1071/FP13257
Hanson D. T., Rice S. K. Photosynthesis in Bryophytes and Early Land Plants. E-Book Springer, 2014. https://doi.org/10.1007/978-94-007-6988-5
Kofler L. Contribution a l'étude biologique des mousses cultivées in vitro: Germination des spores, croissance et développement du protonema chez Funaria hygrometrica // Rev. Bryol. Lichenol. 1959. Vol. 28. P. 1-202.
Liang Y., Li X.-S., Jing Z., Lu Z. et al. Dehydration rates impact physiological, biochemical and molecular responses in desert moss Bryum argenteum // Environ. Exp. Botany. 2021. Vol. 183. P. 1043-1046. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2020.104346
Oliver M. J., Velten J., Mishler B. D. Desiccation tolerance in bryophytes: A reflection of the primitive strategy for plant survival in dehydrating habitats? // Integrative and Comparative Biology. 2005. Vol. 45. P. 788-799. https://doi.org/10.1093/icb/45.5.788
Pressel S., Duckett J. D. Cytological insights into the desiccation biology of a model system: moss protonemata // New Phytologist. 2010. Vol. 185. P. 944-963. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2009.03148.x
Proctor M. C. F. The bryophyte paradox: tolerance of desiccation, evasion of drought / M.C.F. Proctor // Plant Ecol. 2000. Vol. 151. P. 41-49. https://doi.org/10.1023/A:1026517920852
Proctor M. C. F., Pence V. C. Vegetative tissues: bryophytes, vascular 'resurrection plants' and vegetative propagules. In: Pritchard H., Black M. eds. Desiccation and plant survival. Wallingford: CABI Publishing, 2002. P. 207-237. https://doi.org/10.1079/9780851995342.0207
Sadasivam S., Manickam A. Biochemical methods. New Delhi: New Age International, 2007. 284 p.
Slate M. L., Sullivan B. W., Callaway R. M. Desiccation and rehydration of mosses greatly increases resource fluxes that alter soil carbon and nitrogen cycling // J. Ecol. 2019. Vol. 107. N 4. Р. 1767-1778. https://doi.org/10.1111/1365-2745.13162
Stark L. R. Ecology of desiccation tolerance in bryophytes: a conceptual framework and methodology // Bryologist. 2017. Vol. 120. P. 130-165. https://doi.org/10.1639/0007-2745-120.2.130
Stark L. R., Brinda J. C. Developing sporophytes transition from an inducible to a constitutive ecological strategy of desiccation tolerance in the moss Aloina ambigua: effects of desiccation on fitness // Ann. Bot. 2015. Vol. 115. P. 593-603. https://doi.org/10.1093/aob/mcu252
Stark L. R., Brinda J. C., Greenwood J. L. Propagula and shoots of Syntrichia pagorum (Pottiaceae) exhibit different ecological strategies of desiccation tolerance // Bryologist. 2016. Vol. 119. P. 181-192. https://doi.org/10.1639/0007-2745-119.2.181
Stark L. R., Greenwood J. L., Brinda J. C., Oliver M. J. The dessert moss Pterygoneurum lamellatum (Pottiaceae) exhibits an inducible ecological strategy of desiccation tolerance: effects of rate of drying on shoot damage and regeneration // Am. J. Bot. 2013. Vol. 100. N 8. P. 1522-1531. https://doi.org/10.3732/ajb.1200648
Stark L. R., Greenwood J. L., Slate M., Brinda J. C. Syntrichia norvegica shoots exhibit a complex inducible response to desiccation: separating the effects of rate of drying and water content // Botany. 2017. Vol. 95. P. 481-491. https://doi.org/10.1139/cjb-2016-0263
Tao Y., Zhang Y. M. Effects of leaf hair points of a desert moss on water retention and dew formation:Implications for desiccation tolerance // J. Plant Research. 2012. Vol. 125. P. 351-360. https://doi.org/10.1007/s10265-011-0449-3
Wu N., Zhang Y.M., Downing A., Zhang J., Yang Ch. Membrane stability of the desert moss Syntrichia caninervis Mitt. during desiccation and rehydration // J. Bryol. 2012. Vol. 34(1). P. 1-8. https://doi.org/10.1179/1743282011Y.0000000043
DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vlubs.2022.87.06
Посилання
- Поки немає зовнішніх посилань.
