Фізіолого-біохімічні особливості епіфітних і наземних видів орхідних з різним типом вуглецевого метаболізму
The results of comparative analysis of chemical composition of epiphytic and terrestrial species of orchids are cited. The general parameters of metabolism and the environment conditions, which have an influence on the processes of plant photosynthesis were determined. Aminoacid content of test spec...
Gespeichert in:
| Datum: | 1999 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine
1999
|
| Online Zugang: | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/1480 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Plant Introduction |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Plant Introduction| _version_ | 1860145017939558400 |
|---|---|
| author | Zaimenko, N.V. Kharitonova, I.P. |
| author_facet | Zaimenko, N.V. Kharitonova, I.P. |
| author_sort | Zaimenko, N.V. |
| baseUrl_str | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2020-01-24T14:23:40Z |
| description | The results of comparative analysis of chemical composition of epiphytic and terrestrial species of orchids are cited. The general parameters of metabolism and the environment conditions, which have an influence on the processes of plant photosynthesis were determined. Aminoacid content of test species was studied. |
| doi_str_mv | 10.5281/zenodo.3366268 |
| first_indexed | 2025-07-17T12:52:53Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 635.9.965
Ф ИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
ЭПИФИТНЫХ И НАЗЕМНЫХ ВИДОВ ОРХИДНЫХ
С РАЗЛИЧНЫМ ТИПОМ УГЛЕРОДНОГО МЕТАБОЛИЗМА
Н В. ЗАИМЕНКО, И. П. ХАРИТОНОВА
Национальный ботанический сад им. Н.Н. Гришко НАН Украины
Украина, 01014 Киев, ул. Тимирязевская, 1
Дан сравнительный анализ химического состава эпифитных и наземных видов орхидных. Выделены основ
ные параметры метаболизма и условия внешней среды, влияющие на процессы фотосинтеза растений с
различным типом углеродного метаболизма. Исследован аминокислотный состав опытных видов.
При изучении вопросов минерального пита
ния и разработке системы удобрений эпи
фитных и наземных видов орхидных мы ис
пользовали системно-структурный подход к
анализу минерального обмена, что позво
лило не только исследовать взаимодейст
вие различных экоморфотипов с внешней
средой, но и учесть генетическую регуля
цию процессов поглощения, транспорта и
усвоения растениями биогенных элементов.
3 1989 г. К. Стергинау [1] впервые обнару-
<ил отличия в хромосомной структуре раз
личных видов рода Pleone D. Don. Было по-
■:азано, что для эпифита P. humilis харак
терна субметацентрическая структура хро
мосом с большим количеством терминаль
ного гетерохроматина, а наземный вид Р.
oulbocodiodes имел субтелоцентрическую
структуру и незначительное количество цен-
'ромерного гетерохроматина. Существен
ные отличия были получены нами при био-
лмическом исследовании листьев эпифит
а х и наземных видов. В частности, при
анализе количественного и качественного
состава аминокислот установлено, что их
содержание в листьях наземных видов в
среднем в 9,3—10,1 раза выше, чем в лис
тьях эпифитов.
: Н. В. ЗАИМЕНКО, И. П.ХАРИТОНОВА, 1999
В результате исследований были выявле
ны виды, которые занимают промежуточное
положение и могут вести как эпифитный,
так и наземный образ жизни. Так, общее
содержание свободных аминокислот и ами
дов в листьях наземного вида Stenorrhyn-
chus speciosus составляло 408,5 мкг/500 мг
растительной массы, для эпифита Dendro-
bium crumenatum эта величина была рав
на 43,7 мкг, а для растений Cymbidium tra-
cyanum, занимающих промежуточное поло
жение, суммарное количество аминокислот
находилось в пределах 205,6 м кг/500 мг
растительной массы. При этом наиболее
значительные изменения наблюдались в со
держании гистидина — аминокислоты с не
сколькими аминогруппами. Очевидно, уро
вень свободного гистидина в листьях орхид
ных может служить диагностическим кри
терием при отборе растений различного
экотипа и отработке технологического рег
ламента по выращиванию эпифитных и на
земных видов орхидных.
Анализ аминокислотного состава расте
ний позволяет установить жизненную форму
орхидных и определить их взаимодействие
с внешней средой. Высокое содержание
свободных аминокислот в листьях наземных
SSN 1605-6574. Інтродукція рослин. 1999, № 2 93
Н . В. Заименко, И . П. Харитонова
ТАБЛИЦА 1. Общие свойства, основные параметры метаболизма и условия, влияющ ие на ф отосинтез
орхидных по типу САМ, С3 и С4
САМ
Виды произрастают в районах с
продолжительными засушливыми
периодами (чаще всего эпифиты:
Vanda Jones, Dendrobium Sw., Epi-
dendrum Sw., Cattleya Lindl., Phalae-
nopsis Bl.)
Низкая продуктивность
Высокая эффективность использо
вания воды
Низкий солевой статус (концентра
ция солей в питательном растворе
не должна превышать 0,1 %)
На ярком свету насыщения фото
синтеза не происходит
Высокое сродство к углекислоте
ночью
Виды произрастают под пологом
светлого вторичного леса (наземные
виды: Cymbidium Sw., Oncidium Sw.,
Coelogine Lindl., Anguloa Ruiz)
Средняя продуктивность
Низкая эффективность использова
ния воды
Средний солевой статус (концен
трация солей в питательном рас
творе не должна превышать 0,2 %)
Насыщение фотосинтеза происхо
дит при интенсивности света 1/5
полного солнечного света
Высокий С02-компенсационный
пункт
Виды произрастают на открытой,
хорошо освещенной местности
(наземные виды или литофиты:
Calanthe R. Вг.)
Высокая продуктивность
Высокая эффективность использо
вания воды
Высокий солевой статус (концен
трация солей в питательном рас
творе не должна превышать 0,3 %)
На ярком свету насыщения фото
синтеза не происходит
Низкий С02-компенсационный
пункт
ТАБЛИЦА 2. Содержание биогенных элементов
в листьях орхидных
Эле
мент
Dendrobium
crumenatum
(Rumph.) Sw.
Paphiopedilum
callosum (Rchb.
t.) Pfitz.
Calanthe vestita
Lindl.
N 2,1 + 0,17 2,9 ± 0,26 4,0 ± 0,33
P 0,23 ± 0,04 0, ± 0,08 0,39 ± 0,05
К 1,7 ± 0,011 4,3 ± 0,39 2,6 ± 0,31
Mg 0 ,94 ± 0,08 0,71 ± 0,06 0,63 ± 0,07
Ca 1,5 ± 0,16 2,5 ± 0,37 1,8 + 0,19
Fe 192,4 ± 21,8 302,7 ± 39,7 245,8 ± 30,3
S 0,27 ± 0,04 0,31 ± 0,05 0,38 ± 0,06
Mn 112,6 + 19,3 197,5 ± 51,3 320,8 ± 55,9
Cu 48,5 ± 2,97 33,8 ± 1,85 29,1 ± 2,11
Zn 71,4 ± 9,15 85,9 ± 8,37 112,8 ± 10,15
В 53,9 ± 6,28 42,8 ± 4,91 37,5 ± 3,67
Mo 4,7 ± 0,93 5,1 ± 0,72 5,9 ± 0,85
П р и м е ч а н и е . Содержание макроэлементов дано
в процентах, микроэлементов — в миллиграммах на
килограмм растительной массы.
видов может свидетельствовать о высокой
их потребности в минеральном питании и
водном обеспечении. Как известно, клима
тические и эдафические условия определя
ют чередование периодов роста и покоя
эпифитных и наземных видов, а также раз
личие в энергетическом обмене, связанные
с фотосинтетическим метаболизмом угле
рода, выработанным в процессе эволюции.
Отличительной особенностью орхидных яв
ляется то, что в пределах одного семейства
фиксация углерода осуществляется посред
ством С3-, С4- и CAM-путей. С определе
нием механизмов фотосинтетического усво
ения углекислоты орхидными значительно
расширились возможности анализа причин,
ограничивающих рост эпифитных и назем
ных видов в условиях закрытого грунта. Ре
зультаты биохимических, анатомических и
физиологических исследований растений с
различным механизмом усвоения С 02 по
зволили дать их всестороннюю сравнитель
ную характеристику (табл, 1).
Известно, что содержание химических
элементов генетически наследуется расте
ниями и находится в прямой зависимости
от их концентрации в субстрате. Благодаря
эволюционно закрепленному приоритету в
использовании ионов сохраняется специ
фичность элементарного химического со
става орхидных. При этом качественно-ко
личественная генетическая избирательность
при поглощении питательных веществ ото
бражает потребность эпифитных и назем
ных видов в макро- и микроэлементах, по
скольку становление и формирование хими
ческого состава происходило в конкретных
экологических и геохимических условиях.
Нами впервые выявлена определенная за
кономерность в распределении элементов
94 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин. 1999, Ns 2
Физиолого-биохимические особенности эпифитных и наземных видов орхидных
биофилов у эпифитных (CAM-метаболизм) и
наземных орхидных (С3- и С4-метаболизм).
Растительные ткани эпифитов отличались
более высоким содержанием магния, меди
и бора. Для растений, ведущих наземный
образ жизни и фотосинтезирующих по пути
С3, характерен повышенный уровень фос
фора, калия, кальция и железа, а для С4-
видов — азота, марганца и цинка (табл. 2).
Выявлено противоположное действие
различных форм минерального азота на
физиолого-биохимические параметры эпи
фитных и наземных орхидных. У растений с
метаболизмом С3 при выращивании на фо
не аммония активность окислительно-вос
становительных ферментов, а также интен
сивность фотосинтеза выше, чем при вы
ращивании на нитратах. Для видов, фото
синтезирующих по пути САМ и С4, положи-
■ельные результаты получены в варианте с
нитратным азотом. Анализ аминокислотного
состава показал, что аммоний индуцировал
С3-видов увеличение количества серина и
■лицина, образующихся при фотодыхании.
При выращивании САМ- и С4-растений на
зоне нитратов возрастало содержание ас
парагиновой кислоты и аланина — амино-
■1Слот фотосинтетического происхождения.
Таким образом, полученные результаты
:ают возможность усовершенствовать тех-
-элогию выращивания орхидных за счет оп
тимизации состава и концентрации пита
тельного раствора.
1. Steriganou К. К. Habitat differential and chromosome
in Pleione (Orchidaceae) / / Plant Syst. and Evol. —
1989. - 166. - P. 253-264.
Поступила 11.01.2000
ФІЗІОЛОГО-БІОХІМІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ЕПІФІТНИХ
І НАЗЕМНИХ ВИДІВ ОРХІДНИХ З РІЗНИМ ТИПОМ
ВУГЛЕЦЕВОГО МЕТАБОЛІЗМУ
Н. В. Заіменко, І. П. Харитонова
Національний ботанічний сад
ім. М. М. Гришка НАН України, Київ
Наведено порівняльний аналіз хімічного складу епіфіт-
них та наземних видів орхідних. Визначено основні па
раметри метаболізму та умови зовнішнього середови
ща, які впливають на основні процеси фотосинтезу
рослин з різним типом вуглецевого метаболізму. Ви
вчено амінокислотний склад дослідних видів.
PHYSIOLOGO-BIOCHEMICAL
PECULIARITIES OF EPIPHYTIC TERRESTRIAL SPECIES
OF ORCHIDS WITH DIFFERENT TYPE
OF CARBOHYDRATE METABOLISM
N. V. Zaimenko, I. P. Kharitonova
N. N. Grishko National Botanical Gardens,
National Academy of Sciens of Ukraine, Kyiv
The results of comparative analysis of chemical composi
tion of epiphytic and terrestrial species of orchids are
cited. The general parameters of metabolism and the en
vironment conditions, which have an influence on the pro
cesses of plant photosynthesis were determined. Amino-
acid content of test species was studied.
- 1605-6574. Інтродукція рослин. 1999, № 2 95
|
| id | oai:ojs2.plantintroduction.org:article-1480 |
| institution | Plant Introduction |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2025-07-17T12:52:53Z |
| publishDate | 1999 |
| publisher | M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | wwwplantintroductionorg/b3/58ec8de4c4684b239728a59a6410c9b3.pdf |
| spelling | oai:ojs2.plantintroduction.org:article-14802020-01-24T14:23:40Z Physiologo-biochemical peculiarities of epiphytic terrestrial species of orchids with different type of carbohydrate metabolism Фізіолого-біохімічні особливості епіфітних і наземних видів орхідних з різним типом вуглецевого метаболізму Zaimenko, N.V. Kharitonova, I.P. The results of comparative analysis of chemical composition of epiphytic and terrestrial species of orchids are cited. The general parameters of metabolism and the environment conditions, which have an influence on the processes of plant photosynthesis were determined. Aminoacid content of test species was studied. Наведено порівняльний аналіз хімічного складу епіфітних та наземних видів орхідних. Визначено основні параметри метаболізму та умови зовнішнього середовища, які впливають на основні процеси фотосинтезу рослин з різним типом вуглецевого метаболізму. Вивчено амінокислотний склад дослідних видів. M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 1999-06-01 Article Article application/pdf https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/1480 10.5281/zenodo.3366268 Plant Introduction; Vol 2 (1999); 93-95 Інтродукція Рослин; Том 2 (1999); 93-95 2663-290X 1605-6574 10.5281/zenodo.3377896 en https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/1480/1428 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | Zaimenko, N.V. Kharitonova, I.P. Фізіолого-біохімічні особливості епіфітних і наземних видів орхідних з різним типом вуглецевого метаболізму |
| title | Фізіолого-біохімічні особливості епіфітних і наземних видів орхідних з різним типом вуглецевого метаболізму |
| title_alt | Physiologo-biochemical peculiarities of epiphytic terrestrial species of orchids with different type of carbohydrate metabolism |
| title_full | Фізіолого-біохімічні особливості епіфітних і наземних видів орхідних з різним типом вуглецевого метаболізму |
| title_fullStr | Фізіолого-біохімічні особливості епіфітних і наземних видів орхідних з різним типом вуглецевого метаболізму |
| title_full_unstemmed | Фізіолого-біохімічні особливості епіфітних і наземних видів орхідних з різним типом вуглецевого метаболізму |
| title_short | Фізіолого-біохімічні особливості епіфітних і наземних видів орхідних з різним типом вуглецевого метаболізму |
| title_sort | фізіолого-біохімічні особливості епіфітних і наземних видів орхідних з різним типом вуглецевого метаболізму |
| url | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/1480 |
| work_keys_str_mv | AT zaimenkonv physiologobiochemicalpeculiaritiesofepiphyticterrestrialspeciesoforchidswithdifferenttypeofcarbohydratemetabolism AT kharitonovaip physiologobiochemicalpeculiaritiesofepiphyticterrestrialspeciesoforchidswithdifferenttypeofcarbohydratemetabolism AT zaimenkonv fízíologobíohímíčníosoblivostíepífítnihínazemnihvidívorhídnihzríznimtipomvuglecevogometabolízmu AT kharitonovaip fízíologobíohímíčníosoblivostíepífítnihínazemnihvidívorhídnihzríznimtipomvuglecevogometabolízmu |