Здатність рослин проводити світло до ризосфери
Phaseolus vulgaris plants able to provide light to rhizosphere indirectly through their ground parts and roots. The results of our investigation evidence that a half of green light arrives to rhizosphere by the unknown mechanism with the help of the transformation of light energy from a higher po...
Gespeichert in:
| Datum: | 2007 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2007
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3561 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Здатність рослин проводити світло до ризосфери / В.І. Ємельянов, Н.М. Рашидов, П.О. Романенко, В.І. Сакада, Д.М. Гродзинський // Доповіді Національної академії наук України. — 2007. — № 11. — С. 151-157. — Бібліогр.: 15 назв. — укp. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-3561 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-35612025-02-09T14:40:10Z Здатність рослин проводити світло до ризосфери Ємельянов, В.І. Рашидов, Н.М. Романенко, П.О. Сакада, В.І. Гродзинський, Д.М. Біологія Phaseolus vulgaris plants able to provide light to rhizosphere indirectly through their ground parts and roots. The results of our investigation evidence that a half of green light arrives to rhizosphere by the unknown mechanism with the help of the transformation of light energy from a higher power level to a lower one. Red light almost doesn’t get into rhizosphere in the vegetation period, but has possibility to reach it after the disappearance of underground parts. 2 hours after irradiation of higher plants by a SOS dose of 50 Gy, light transfer to rhizosphere increases by at least 5 times. 2007 Article Здатність рослин проводити світло до ризосфери / В.І. Ємельянов, Н.М. Рашидов, П.О. Романенко, В.І. Сакада, Д.М. Гродзинський // Доповіді Національної академії наук України. — 2007. — № 11. — С. 151-157. — Бібліогр.: 15 назв. — укp. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3561 581.1:583.26 uk application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Біологія Біологія |
| spellingShingle |
Біологія Біологія Ємельянов, В.І. Рашидов, Н.М. Романенко, П.О. Сакада, В.І. Гродзинський, Д.М. Здатність рослин проводити світло до ризосфери |
| description |
Phaseolus vulgaris plants able to provide light to rhizosphere indirectly through their ground
parts and roots. The results of our investigation evidence that a half of green light arrives to
rhizosphere by the unknown mechanism with the help of the transformation of light energy
from a higher power level to a lower one. Red light almost doesn’t get into rhizosphere in the
vegetation period, but has possibility to reach it after the disappearance of underground parts.
2 hours after irradiation of higher plants by a SOS dose of 50 Gy, light transfer to rhizosphere
increases by at least 5 times. |
| format |
Article |
| author |
Ємельянов, В.І. Рашидов, Н.М. Романенко, П.О. Сакада, В.І. Гродзинський, Д.М. |
| author_facet |
Ємельянов, В.І. Рашидов, Н.М. Романенко, П.О. Сакада, В.І. Гродзинський, Д.М. |
| author_sort |
Ємельянов, В.І. |
| title |
Здатність рослин проводити світло до ризосфери |
| title_short |
Здатність рослин проводити світло до ризосфери |
| title_full |
Здатність рослин проводити світло до ризосфери |
| title_fullStr |
Здатність рослин проводити світло до ризосфери |
| title_full_unstemmed |
Здатність рослин проводити світло до ризосфери |
| title_sort |
здатність рослин проводити світло до ризосфери |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Біологія |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3561 |
| citation_txt |
Здатність рослин проводити світло до ризосфери / В.І. Ємельянов, Н.М. Рашидов, П.О. Романенко, В.І. Сакада, Д.М. Гродзинський // Доповіді Національної академії наук України. — 2007. — № 11. — С. 151-157. — Бібліогр.: 15 назв. — укp. |
| work_keys_str_mv |
AT êmelʹânovví zdatnístʹroslinprovoditisvítlodorizosferi AT rašidovnm zdatnístʹroslinprovoditisvítlodorizosferi AT romanenkopo zdatnístʹroslinprovoditisvítlodorizosferi AT sakadaví zdatnístʹroslinprovoditisvítlodorizosferi AT grodzinsʹkijdm zdatnístʹroslinprovoditisvítlodorizosferi |
| first_indexed |
2025-11-26T23:21:11Z |
| last_indexed |
2025-11-26T23:21:11Z |
| _version_ |
1849897017996738560 |
| fulltext |
13. Чуйко Г.М. Причины межвидовых различий в устойчивости костистых рыб к действию фосфорорга-
нических пестицидов / Современные проблемы водной токсикологии: Тез. Всерос. конф. с участием
специалистов из стран ближнего и дальнего зарубежья (19–21 ноября 2002 г., Борок). – Борок, 2002. –
С. 69.
14. Меньшикова Е.Б., Зенков Н.К. Антиоксиданты и ингибиторы радикальных окислительных процес-
сов // Успехи соврем. биологии. – 1993. – № 4. – С. 442–455.
15. Кения М.В., Лукаш А.И., Гуськов Е.П. Роль низкомолекулярных антиоксидантов при окислитель-
ном стрессе // Там же. – 1993. – 113, № 4. – С. 456–470.
Поступило в редакцию 05.03.2007Институт биологии южных морей
им. А.О. Ковалевского
НАН Украины, Севастополь
УДК 581.1:583.26
© 2007
В. I. Ємельянов, Н. М. Рашидов, П. О. Романенко, В. I. Сакада,
академiк НАН України Д. М. Гродзинський
Здатнiсть рослин проводити свiтло до ризосфери
Phaseolus vulgaris plants able to provide light to rhizosphere indirectly through their ground
parts and roots. The results of our investigation evidence that a half of green light arrives to
rhizosphere by the unknown mechanism with the help of the transformation of light energy
from a higher power level to a lower one. Red light almost doesn’t get into rhizosphere in the
vegetation period, but has possibility to reach it after the disappearance of underground parts.
2 hours after irradiation of higher plants by a SOS dose of 50 Gy, light transfer to rhizosphere
increases by at least 5 times.
Грунтовi водоростi знаходяться у складних взаємовiдносинах з iншими органiзмами бiоце-
нозiв — вiрусами, бактерiями, грибами, рослинами, тваринами. Захищаючи грунт вiд ерозiї,
вони збагачують його азотом, рiзноманiтними органiчними речовинами, включаючи бiоло-
гiчно активнi [1]. Зокрема, водоростi застосовують при оцiнцi стану грунту, пiдвищеннi його
водоутримуючої здатностi, у виробництвi бiологiчних добрив на основi азотфiксаторiв.
Завдяки дослiдженням альгологiв вiдомо, що водоростi, значна частина яких є облiгат-
ними фотоавтотрофами, iснують не лише у верхнiх шарах грунту, а й зустрiчаються на
глибинах до кiлькох метрiв [2]. При цьому вони не просто знаходяться у станi дiаспор, а
й активно там вегетують [3]. У середньому в 1 г верхнього шару грунту (≈ 2 см углиб)
налiчують 103–106 клiтин рiзних видiв водоростей [2]. Вони виявленi навiть на вiдстанi
1700 м вiд входу в печеру [4]. Такi данi свiдчать про те, що або водоростi використовують
готовi органiчнi сполуки, або їх фотосинтетичний апарат здатний сприймати кванти свiтла
навiть дуже малої iнтенсивностi.
Свiтло не може проникати глибоко в грунт. У свiтлому кварцовому пiску з частинками
4–6 мм на глибину 2 см проникає лише 0,001% свiтла, а в дрiбному пiску з частинками
0,5–0,1 мм така кiлькiсть свiтла проникає лише на глибину 1 мм [5]. Таким чином, зона
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2007, №11 151
проникнення прямого свiтла через грунт у найкращому випадку лiмiтується кiлькома мi-
лiметрами. При наявностi трiщин глибина його проникнення може мiсцями сягати кiлькох
сантиметрiв.
Для забезпечення процесу фотосинтезу водоростям необхiдно 0,1–0,04% iнтенсивностi
денного свiтла [6]. Як уже зазначалось вище, свiтло такої iнтенсивностi здатне проникати
в грунт на мiлiметрову глибину. Отже, кванти свiтла потрапляють до ризосфери на бiльш
значнi глибини iншим шляхом.
Дослiдження грунтових альгологiв показали, що кiлькiсть водоростей у безпосереднiй
близькостi з кореневими волосками рослин завжди вища, нiж у грунтових часточках, якi
не контактують з коренями [2]. Таким чином, вищi рослини (ВР) потенцiйно можуть забез-
печувати свiтлом фотоавтотрофнi водоростi, тим самим пiдтримуючи їх активну вегетацiю.
Облiгатнi фотоавтотрофнi водоростi вiддiлу Xanthophyta зустрiчаються в будь-якому грун-
тi та поширенi майже в усiх широтах. У темрявi вони здатнi пiдтримувати свiй гомеостаз
протягом 60 дiб, пiсля чого колонiї гинуть [7]. Це свiдчить про наявнiсть у товщi грунту
достатньої кiлькостi свiтла для пiдтримання їх фотосинтезу.
Для пояснення здатностi фотоавтотрофних водоростей iснувати пiд шаром грунту сво-
го часу Феером та Френком [8] було запропоновано гiпотезу, за якою припускалось, що
глибиннi водоростi можуть використовувати для фотосинтезу “невидиму” ультрафiолетову
частину спектра. Але й досi ця гiпотеза не отримала експериментальних пiдтверджень.
Згiдно з законом збереження речовини та енергiї, нiщо в природi не вiдбувається “прос-
то так”, а має свiй енергетичний сенс. Проаналiзована лiтература дозволила нам зробити
логiчне припущення, що у ВР iснує механiзм, який забезпечує надходження свiтла в їх пiд-
земнi частини, а свiтлочутливi клiтини кореневих волоскiв, можливо, є останньою ланкою
в передачi квантiв свiтла грунтовим водоростям.
Для перевiрки даного припущення було розроблено модельну систему, яка дозволяє
вивчати здатнiсть ВР проводити кванти свiтла в кореневу систему.
Матерiали та об’єкт дослiдження. Для проведення дослiдiв використовували 2–
3-тижневi рослини квасолi (Phaseolus vulgaris) з повнiстю сформованим листям та коре-
невою системою. Кореневу систему квасолi в скляному лабораторному стаканi помiщали
в герметичну свiтлонепроникну камеру, пiсля чого рослини пiддавали дiї штучного освiтле-
ння протягом 5–10 с з iнтенсивнiстю 1000 лк. Штучне освiтлення рослин здiйснювали за
допомогою галогенної лампи. Iнтенсивнiсть свiтла визначали люксметром при розташуван-
нi його в безпосереднiй близькостi з кроною на вiдстанi ∼ 50 см. Квасолю освiтлювали пiд
рiзними кутами нахилу свiтла вiдносно лiнiї горизонту. Проникнення квантiв свiтла в коре-
неву систему визначали за допомогою хемiлюмiнесцентного приладу ХЛМ 1С-01. Прилад
складається з герметичної свiтлонепроникної камери з вмонтованим на днi ФЕМ-130 (фо-
тоелектромножник, λ = 200–650 нм).
Для отримання характеристик проходження тих чи iнших спектрiв свiтла до ризосфе-
ри джерело свiтлового потоку обрамляли у свiтлофiльтри червоного та зеленого кольору
з довжиною хвилi пропускання 595–760 та 490–565 нм вiдповiдно.
Результати дослiдження та їх обговорення. Кореневу систему контрольних рослин
квасолi помiщали в камеру та вимiрювали фон, який становив у середньому 2,5 · 10
−15 лк,
що вiдповiдає рiвню спонтанної хемiлюмiнесценцiї рослинних клiтин [9]. Потiм у камеру
послiдовно помiщали рослини та визначали їхню здатнiсть проводити свiтло.
Квасолю освiтлювали при кутах нахилу свiтла 0◦ та 15◦ вiдносно лiнiї горизонту.
При освiтленнi пiд кутом 0◦ iнтенсивнiсть свiтла на виходi з кореневої системи станови-
152 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №11
Рис. 1. Проходження свiтла через рослини до ризосфери: 1 — фон; 2 — освiтлення рослин пiд кутом 0◦;
3 — освiтлення рослин пiд кутом 15◦
ла 1,4 · 10
−14 лк. Отриманi результати майже на порядок вищi порiвняно з фоновим зна-
ченням, що свiдчить про беззаперечне проходження свiтла через кореневу систему квасолi
до ризосфери. При освiтленнi пiд кутом 15◦ свiтлопровiднiсть значно зростала та станови-
ла 1,3 · 10
−13 лк. Результати експерименту дозволяють зробити висновок, що надходження
квантiв свiтла до ризосфери залежить вiд кута освiтлення рослин. При його зростаннi їх
здатнiсть проводити свiтло через кореневу систему до ризосфери збiльшується (рис. 1).
Аналiз отриманих результатiв також дозволив виявити оптимальний кут освiтлення рос-
лин для проведення подальших експериментiв.
На наступному етапi роботи вивчали участь тих чи iнших частин рослини в рецепцiї та
трансдукцiї свiтлового сигналу до ризосфери. Для цього послiдовно видаляли листя та коре-
неву систему i вивчали здатнiсть проводити свiтло окремих органiв рослини. Цiла рослина
проводила через кореневу систему 1,3 · 10
−13 лк свiтла. При видаленнi листкiв показники
свiтлопровiдностi становили 2,5 · 10
−13 лк. Таке зростання кiлькостi квантiв свiтла може
бути пояснено тим, що листя поглинало значну їх кiлькiсть. Отже, при декапiтацiї листя
у рослин квасолi кiлькiсть квантiв свiтла, якi продовжили свiй шлях через стебло та коренi,
збiльшувалась майже вдвiчi. При видаленнi кореня свiтлопровiднiсть становила 8 ·10
−13 лк
(рис. 2, а; табл. 1), тобто здатнiсть проводити свiтло рослини без кореня зростала бiльш
нiж у 3 рази порiвняно з цiлою рослиною. Це вказує на те, що при проходженнi через ко-
реневу систему вiдбувається iстотне поглинання квантiв свiтла, що, у свою чергу, свiдчить
про наявнiсть у кореневiй системi квасолi досить енергоємного механiзму транспортування
свiтла до ризосфери. Можливо, значна частина квантiв при проходженнi через корiнь ви-
користовується рослинами для формування пропластидного апарату, пiгментiв, якi, у свою
чергу, здатнi консервувати свiтлову енергiю, накопичувати та використовувати її на бiльш
Таблиця 1. Свiтлопровiднiсть рослин квасолi (Phaseolus vulgaris) та їхнiх частин при iнтенсивностi освiт-
лення 1000 лк, лк
Варiант
експерименту
Проходження
штучного свiтла,
n · 10
−13
Проходження
червоного свiтла,
n · 10
−15
Проходження
зеленого свiтла,
n · 10
−14
Цiла рослина 1,3 3,0 6
Стебло та корiнь 2,5 3,0 6
Стебло i листя 8,0 6,5 11
Стебло 9,5 3,5 25
Корiнь 17 13 22
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2007, №11 153
Рис. 2. Проходження штучного (а), червоного (б ) i зеленого (в) свiтла через рослину та її окремi частини
до ризосфери: 1 — цiла рослина; 2 — стебло з коренем; 3 — стебло з листям; 4 — стебло; 5 — корiнь
пiзнiх етапах свого онтогенезу [9]. У такому випадку ”втрати” свiтла в кореневiй системi
є необхiдною умовою для нормального росту та розвитку рослин. Крiм того, у коренях мо-
же iснувати система передачi свiтла з використанням люмiнесцентних компонент [10], де
енергiя свiтла може трансформуватися з бiльш високого енергетичного рiвня на нижчий.
На користь останнього припущення свiдчать результати вивчення надслабкого сяйва у ро-
слин [9]. Так, при збудженнi рослин та їх частин ультрафiолетовим свiтлом з однаковою
iнтенсивнiстю (λ = 366 нм) виникала рiзнокольорова люмiнесценцiя структур та тканин
ВР. Кутикула випромiнювала бiле свiтло, епiдермiс — яскраво-синє, флоема — синє, ксиле-
ма — фiолетове та синьо-зелене. Не треба виключати також можливостi спiвiснування обох
механiзмiв або наявностi третього.
При освiтленнi вiдокремленого стебла потiк квантiв зростав порiвняно з цiлою рослиною
бiльш нiж у 7 разiв i становив 9,5 · 10
−13 лк. Iзольований корiнь при цьому був здатний
проводити ще бiльше свiтла — 17 · 10
−13 лк. Стебло, таким чином, поглинає найбiльшу
частку направленого на нього свiтла. Це пов’язано, по-перше, з наявнiстю фотосинтетич-
ного апарату в його зелених клiтинах i, по-друге, з iснуванням невiдомого ще механiзму
опосередкованої трансформацiї свiтлової енергiї.
Досить iмовiрним є те, що рослини проводять до ризосфери вузький спектр свiтла для
пiдтримання гомеостазу фотосинтезуючих мiкроорганiзмiв, якi мiстять бактерiохлорофiл а
з двома пiками спектра поглинання в областi 370 та 800 нм, та багатьох видiв грунтових
водоростей. У свою чергу, водоростi, як зазначалось на початку роботи, збагачують грунт
органiчними сполуками, фiксують атмосферний азот та утримують вологу, що, безпереч-
154 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №11
но, сприяє росту та розвитку рослин. Тому досить логiчним є “пiклування” ВР про своїх
“грунтових помiчникiв”.
Для з’ясування питання про можливу трансформацiю та модифiкацiю свiтла нами було
проведено освiтлення рослин та їх частин вибiрковими вузькими спектрами свiтла.
При iррадiацiї цiлих рослин квасолi червоним свiтлом значення свiтлопровiдностi були
на рiвнi фонових — 3 · 10
−15 лк (рис. 2, б ; табл. 1.), i майже не змiнювались при видаленнi
листкiв. Подiбну картину спостерiгали в рештi варiантiв. Лише при освiтленнi iзольованого
кореня значення свiтлопровiдностi зростали i становили 13 · 10
−15 лк. Отриманi результа-
ти свiдчать про те, що “зеленi” частини рослини поглинають майже все червоне свiтло,
а коренева система здатна проводити дуже невеличку його частку i тiльки при вiдсутностi
у рослин фотосинтезуючих тканин. Таким чином, червоний спектр свiтла майже не потра-
пляє до ризосфери в перiод активної вегетацiї ВР.
При освiтленнi квасолi зеленим спектром свiтла свiтлопровiднiсть становила 6 ·10
−14 лк
(див. рис. 2, в; табл. 1.), що тiльки в 2 рази менше, нiж у випадку освiтлення рослини
повним спектром. Таким чином, значна кiлькiсть зеленого свiтла продовжує свiй шлях до
ризосфери. Видалення листя у рослин квасолi не змiнило показникiв свiтлопровiдностi че-
рез стебло та кореневу систему, що свiдчить про вiдсутнiсть поглинання даного спектра
листям взагалi. Це пов’язано з наявнiстю в листках великої кiлькостi хлорофiлу, який, як
вiдомо, вiдбиває зелене свiтло. При освiтленнi рослин без кореня свiтлопровiднiсть збiль-
шувалась до 11 · 10
−14 лк. Таким чином, майже половина квантiв зеленого спектра свiтла
при проходженнi через стебло потрапляють “у пастку” i при цьому вони, можливо, стають
жовтими або червоними, внаслiдок чого може вiдбуватися їх поглинання клiтинами стебла.
Не виключено також, що кванти зеленого спектра частково вiдбиваються в оточуюче се-
редовище. При освiтленнi окремого стебла свiтлопровiднiсть становила 25 · 10
−14 лк, а при
освiтленнi окремого кореня — 22 ·10
−14 лк. Кiлькiснi показники свiтлопровiдностi та погли-
нання зеленого спектра кореневою системою та стеблом майже збiгаються мiж собою, що
дає нам пiдставу говорити про їх здатнiсть поглинати та трансформувати майже однаковi
величини квантiв цього спектра.
Наведенi результати свiдчать про те, що енергiя зеленого свiтлового спектра в корене-
вiй системi частково поглинається i, можливо, використовується, як зазначено вище, для
формування пропластид та пiгментного апарату. За даними В.А. Веселовського та Т.В. Ве-
селової [9], спектр надслабкої хемiлюмiнесценцiї кореневої системи гороху займає широку
область — вiд 400 до 700 нм, де видiляють три максимуми: 520, 590–640 i 680–700 нм, а це
збiгається з промiжком зеленої-червоної областей спектра. Такi результати наштовхують на
думку, що, скорiше за все, у рослин квасолi таки вiдбувається процес трансформацiї енергiї
квантiв свiтла з бiльш високих енергетичних рiвнiв на нижчi. Але остаточна вiдповiдь на
питання проникнення/поглинання, трансформацiї тих чи iнших вибiркових спектрiв росли-
ною та її окремими частинами можлива лише у випадку детального аналiзу всiх спектрiв
на виходi з кореневої системи, що, безумовно, є завданням наших подальших дослiджень.
Д. Мандолi та В. Брiгс [11] показали здатнiсть етильованих паросткiв вiвса та квасолi прово-
дити через тканини зелене свiтло майже без енерговитрат. Свiтло при цьому поширювалось
уздовж тканин шляхом внутрiшнього вiдображення. Тканини при цьому функцiонують як
скупчення оптичних волокон. Вони були здатнi проводити когерентнi свiтловi променi на
вiдстань, як мiнiмум, 20 мм. Можливо, вiдсутнiсть втрат свiтлової енергiї в такому випадку
пов’язана з наявнiстю в тканинах паросткiв великої кiлькостi етилену, який може змiню-
вати баланс iонiв водню та кисню в цитоплазматичнiй та мiжклiтиннiй рiдинi клiтин. Це,
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2007, №11 155
у свою чергу, може забезпечувати бiльш ефективну свiтлопровiднiсть i зумовлювати мiнi-
мальнi втрати квантiв при проходженнi ними тканин. Етилен, як вiдомо, у великiй кiлькостi
накопичується в паростках рослин у перiод їх проростання, при визрiваннi плодiв, старiннi
рослин та при дiї на ВР рiзноманiтних стрес-факторiв [12]. Не виключено, що накопичення
етилену в тканинах може корелювати з їх свiтлопровiднiстю.
При рiзного роду стрес-дiях на ВР, як вже згадувалось вище, пiдвищується рiвень син-
тезу люмiнесцентних речовин у клiтинах [10, 13], внаслiдок чого також може збiльшуватись
їхня свiтлопровiднiсть. До них належать i захиснi сполуки рослин, якi з’являються у рослин-
них клiтинах при дiї на них рiзноманiтних стрес-факторiв бiотичної та абiотичної природи.
Це фенольнi, флавоноїднi та iн. сполуки. Зростання вмiсту цих речовин у рослинах при-
зводить до накопичення в клiтинах фiтоалексинiв та подальшого виникнення некротичних
тканин. Нам вiдомi лише поодинокi публiкацiї стосовно здатностi бiотичних елiситорiв ви-
кликати хемолюмiнiсценцiю в клiтинах [14]. Але поки залишається невiдомим, яким чином
такi фактори впливають на свiтлопровiднiсть ВР.
Для з’ясування даного питання нами дослiджено здатнiсть квасолi проводити свiтло при
попередньому опромiненнi рослин СОС дозою в 50 Гр за 2 год до вимiрювань. Проходжен-
ня свiтла при цьому зростало бiльше нiж у 5 разiв i становило 7 · 10
−13 лк. Це наштовхує
на думку про iснування механiзму передачi стресового сигналу опосередковано, шляхом
збiльшення свiтлового потоку в напрямку ризосфери. Таке зростання свiтлопровiдностi, на
наш погляд, може бути сигналом до перерозподiлу поглинання свiтла рослинними клiти-
нами надземної частини, що призводить до зменшення кiлькостi продуктiв фотосинтезу,
змiн у процесах фосфорилювання та дефосфорилювання бiлкiв, дерепресiї вiдповiдних ге-
нiв захисних реакцiй [15]. Тобто зменшення поглинання свiтла надземною частиною рослини
сприяє зростанню свiтлового потоку в напрямку ризосфери та фактично може вiдповiдати
за змiни процесiв бiосинтезу в рослинному органiзмi. Не можна також виключати можли-
востi конформацiйних змiн бiлкових та вуглеводних молекул, якi знаходяться в цитоплаз-
матичнiй та периплазматичнiй рiдинi. Пiд впливом iонiзуючого опромiнення в рослинах
з’являються активнi форми кисню, вiльнi радикали, якi, у свою чергу, можуть забезпе-
чувати посилений електронний транспорт квантiв у рiзнi частини рослини. Не виключена
можливiсть взаємодiї вiльних радикалiв з рецепторними дiлянками плазматичної мембра-
ни рослинних клiтин [15]. У такому випадку збiльшення величини свiтлового потоку може
бути наслiдком перебудови цих процесiв у рослинному органiзмi як вiдповiдь на стрес.
Враховуючи еволюцiйну здатнiсть рослин мати унiверсальнi механiзми реакцiй-вiдпо-
вiдей для забезпечення свого захисту, було б досить цiкавим вивчити свiтлопровiднiсть ВР
при дiї на них рiзноманiтних стресiв. Можливо, це дозволить зрозумiти, що є першопричи-
ною зростання свiтлового потоку через рослинний органiзм до ризосфери: зменшення по-
глинання квантiв надземною частиною чи перебудова процесiв бiосинтезу внаслiдок стресу.
Вивчення природи речовин, що забезпечують трансдукцiю свiтлового сигналу в рослинах,
може наблизити нас до розумiння механiзмiв, якi лежать в основi змiн свiтлопровiдностi,
та її ролi в онтогенезi ВР.
Таким чином, результати проведених дослiджень дозволили зробити висновок, що ВР
мають свiтлопровiдну систему (свiтловоди), яка забезпечує трансформацiю квантiв свiтла
через кореневу систему до ризосфери. Спектральний аналiз показав здатнiсть ∼ 50% кван-
тiв зеленого спектра потрапляти до ризосфери. Червоне свiтло майже не досягає ризосфери
в перiод активної вегетацiї за рахунок поглинання його надземними фотосинтезуючими час-
тинами рослин, але до деякої мiри йому властиво проходити через кореневу систему при
156 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №11
вiдмираннi пагонiв. При iонiзуючому опромiненнi рослин СОС дозою в 50 Гр свiтлопровiд-
нiсть до ризосфери зростала бiльш нiж у 5 разiв, що може бути своєрiдним сигналом для
адекватної захисної вiдповiдi рослин на стрес, але природа цього явища поки залишається
не з’ясованою та потребує подальшого детального вивчення.
1. Костiков I.Ю., Романенко П.О., Демченко Е.М. та iн. Водоростi грунтiв України (iсторiя та методи
дослiдження, система, конспект флори). – Київ: Фiтосоцiоцентр, 2001. – 300 с.
2. Голлербах М.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли. – Ленинград: Наука, 1969. – 229 с.
3. Штина Э.А., Голлербах М.М. Экология почвенных водорослей. – Москва: Наука, 1976. – 144 с.
4. Шарипова М.Ю. Водоросли карстовых пещер заповедника Шульган-Таш (Южный Урал, Россия) //
Альгология. – 2001. – 11. – С. 441–450.
5. Reisigl H. Znr. Systematic und Okologie alpiner Bodenalgen // Sterreich. Bot. Zeit. – 1964. – 111. –
P. 402–499.
6. Durrell L.W. Algae of Death Valley // Trans. Amer. Microsc. Soc. – 1962. – 81. – P. 267–273.
7. Belcher J. H., Miller J. D.A. Studies on the growth on Xanthopyceae in pure culture. IV. Nutritional types
amongst Xantophyceae // Arch. Microbiol. – 1960. – 36. – P. 219–228.
8. Feher D., Frank M. Untersuchungen uber dieLichtokologie der Bodenalgen // II Arch. Microbiol. – 1939. –
10. – P. 439–476.
9. Веселовский В.А., Веселова Т. В. Люминесценция растений. – Москва: Наука, 1990. – 200 с.
10. Kauss H. Callose synthesis // Membranes: Specialized Functions in Plants. – Guildford, UK: Bios Scientific
Publishers, 1996. – P. 77–92.
11. Mandoli D. F., Briggs W.R. Optical properties of eliolated plant tissues // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. –
1982. – 79. – P. 2902–2906.
12. Biology and Biotechnology of Plant hormone Ethylene // Ed. by A.K. Kanellis, C. Chang, H. Kendle,
D. Grierson. – Dordrecht; Boston; London: Kluwer, 1997. – 363 p.
13. Weissenbokc G., Schnabl H., Sharf H., Sacsh G. On the properties of fluorescence compounds in guard and
epidermal cells of Allium cepa L. // Planta. – 1987. – 171. – P. 88–95.
14. Linder W.A., Hoffman Ch., Grisebach H. Rapid elicitor-induced chemiluminescence in soybean cell sus-
pension cultures // Phytochemistry. – 1988. – 27. – P. 2501–2503.
15. Тарчевский И.А. Сигнальные системы клеток растений. – Москва: Наука, 2002. – 298 с.
Надiйшло до редакцiї 17.04.2007Iнститут клiтинної бiологiї та генетичної
iнженерiї НАН України, Київ
Київський нацiональний унiверситет
iм. Тараса Шевченка
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2007, №11 157
|