Зміна забарвлення і вмісту фотосинтетичних пігментів у різновіковій хвої Picea pungens Engelm. в умовах міських насаджень
Objective – is to analyze the content of chlorophylls and carotenoids in the 1–4-year-old blue-coloured needles of Picea pungens Engelm. trees in street plantings of Kryvyi Rih city exposed to emissions of large metallurgical combine as well growing in non-polluted dwelling blocks of the city. Mater...
Gespeichert in:
| Datum: | 2019 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine
2019
|
| Online Zugang: | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/972 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Plant Introduction |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Plant Introduction| _version_ | 1860144501414166528 |
|---|---|
| author | Korshykov, I.I. Shevchuk, N.Yu. Guseynova, E.R. |
| author_facet | Korshykov, I.I. Shevchuk, N.Yu. Guseynova, E.R. |
| author_sort | Korshykov, I.I. |
| baseUrl_str | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2019-11-11T08:15:47Z |
| description | Objective – is to analyze the content of chlorophylls and carotenoids in the 1–4-year-old blue-coloured needles of Picea pungens Engelm. trees in street plantings of Kryvyi Rih city exposed to emissions of large metallurgical combine as well growing in non-polluted dwelling blocks of the city.
Material and methods. We divided the trees into three groups at the age of less than 30 years, depending on the needle colouring: I – grey-blue, II – blue-green, III – weakly blue. The pigments of the needles were extracted by dimethyl sulfoxide, and the quantity of chlorophyll and carotenoids was defined using the spectrophotometer SF-2000.
Results. In all three groups, the highest content of chlorophylls a and b as well their sum was revealed in one-yearold needles (the maximum value was in the trees of the first group), the lowest one was in four-year-old needles. Blue colouring of the needles decreases with age, especially in 3–4-year-old needles of the trees from the second and the third groups. The content of carotenoids increases with the age of the needles, the maximum is in four-year-old ones. Emissions of the metallurgical combine influence blue colouring of 2–4-year-old needles, decreasing its intensity; but this characteristics, firstly, depends on genotype peculiarities of the plants.
Conclusions. P. pungens with blue-coloured needles is stable and highly decorative in conditions of a large industrial city of the steppe zone, therefore it has good perspectives to be used widely for greening of settlements in this zone. |
| doi_str_mv | 10.5281/zenodo.2650471 |
| first_indexed | 2025-07-17T12:48:05Z |
| format | Article |
| fulltext |
82 ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2019, № 1
УДК 582.475.2+581.144.2+581.522.4(477.63)
І.І. КОРШИКОВ 1, 2, Н.Ю. ШЕВЧУК 1, 2, Е.Р. ГУСЕЙНОВА 2
1 Донецький ботанічний сад НАН України
Україна, 50089 м. Кривий Ріг, вул. Маршака, 16А
2 Криворізький ботанічний сад НАН України
Україна, 50089 м. Кривий Ріг, вул. Маршака, 50
ЗМІНА ЗАБАРВЛЕННЯ І ВМІСТУ ФОТОСИНТЕТИЧНИХ
ПІГМЕНТІВ У РІЗНОВІКОВІЙ ХВОЇ PICEA PUNGENS ENGELM.
В УМОВАХ МІСЬКИХ НАСАДЖЕНЬ
Мета — проаналізувати вміст хлорофілів і каротиноїдів у хвої 1—4го року життя дерев Рісеа pungens Engelm. із
блакитним кольором хвої у вуличних насадженнях м. Кривий Ріг, котрі зазнають впливу викидів великого металур
гійного комбінату, і тих, які зростають в незабруднених житлових кварталах міста.
Матеріал та методи. Виділено три групи дерев віком понад 30 років залежно від інтенсивності блакитного за
барвлення хвої: I — сизоблакитне, II — блакитнозелене, III — слабко виражене блакитне забарвлення. Пігменти з
хвої рослин екстрагували димексидом. Кількість хлорофілу і каротиноїдів у розчині визначали за допомогою спектро
фотометра СФ2000.
Результати. В усіх групах дерев найбільший вміст хлорофілів а і b та їх суми виявлено у хвої першого року життя,
максимальний — у дерев першої групи, а мінімальний — у 4річної хвої. В усіх рослин блакитне забарвлення хвої змен
шується з її віком, особливо у 3—4річної хвої дерев другої і третьої груп. Вміст каротиноїдів збільшується з віком
хвої, досягаючи максимуму у 4річної. Викиди металургійного комбінату впливають на блакитне забарвлення 2—4річної
хвої, знижуючи його інтенсивність, однак ця ознака насамперед залежить від генотипових особливостей рослин.
Висновки. Р. pungens з блакитним забарвленням хвої стійка і високодекоративна в умовах великого промислового
міста степової зони і є перспективною для широкого використання в озелененні населених пунктів цієї зони.
Ключові слова: Picea pungens, хвоя, блакитне забарвлення, вміст хлорофілів і каротиноїдів, декоративність,
Криво ріжжя.
© І.І. КОРШИКОВ, Н.Ю. ШЕВЧУК,
Е.Р. ГУСЕЙНОВА, 2019
Ялина колюча (Picea pungens Engelm.), при
родний ареал якої розташований у Скалистих
горах у Північній Америці, поширена в наса
дженнях на території України. Це пов’язано з
її невибагливістю до родючості ґрунтів і сту
пеня їх зволоженості та високою декоратив
ністю, особ ливо форм з блакитною хвоєю. В
степовій зоні України вона успішно зростає
на сухих ґрунтах, відзначається вітростійкіс
тю, а в промислових регіонах — димо та газо
стійкістю [2]. На Криворіжжя перші саджанці
P. pungens були завезені на початку 1970х ро
ків. Нині форма з блакитним забарвленням
хвої є однією із найпоширеніших серед хвой
них у міських насадженнях. Характерною особ
ливістю форми ‘Glauca’ є наявність блакитно
зеленої хвої, яка у рослин зберігається впро
довж року. Однак інтенсивність забарвлення
хвої у дерев візуально помітно варіює, навіть у
межах одного великого насадження.
У забарвленні листя рослин провідну роль
відіграють зелені та жовті пігменти, які вико
ристовують для оцінки життєвого стану рос
лин та пластичності їх фотосинтетичного апа
рату [1, 3]. На прикладі видів і сортів Weigela
Thunb. показано, що природний колір листків
та його зміни залежать від синтезу хлорофілів
а і b та каротиноїдів упродовж вегетаційного
періоду [4]. Дослідження стану пігментного
комплексу листків рослин має важливе зна
чення для розуміння механізмів поглинання
сонячної енергії, фотосинтезу та адаптацій
них процесів в умовах інтродукційного ареалу.
Блакитний колір хвої Р. pungens є результатом
підвищеного відбиття синього світла, яке ви
никає через наявність епікутикулярних від
кладень воску [8]. Структура, щільність та міс це
83ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2019, № 1
Зміна забарвлення і вмісту фотосинтетичних пігментів у різновіковій хвої Picea pungens Engelm. ...
розташування воску на хвої визначають її
блиск [9]. Структурні воски утворюються в
епістональних камерах блакитних голок, у
бруньках, які розширюються [14]. Зі збіль
шенням віку хвої, а також під впливом аеро
полютантів змінюється структура поверхне
вих восків хвої, інтенсивність і спектральні
характеристики світла, яке відбивається [16].
Мета роботи — проаналізувати вміст хло
рофілу і каротиноїдів у хвої 1—4го року жит
тя дерев Р. pungens з блакитним її забарвлен
ням у вуличних насадженнях м. Кривий Ріг,
котрі зазнають вплив викидів великого мета
лургійного комбінату, і тих, які зростають у
незабруднених житлових кварталах міста.
Матеріал та методи
У двох вуличних насадженнях Р. pungens у
м. Кривий Ріг були відібрані три групи дерев
віком понад 30 років, які мали типове сизо
блакитне (група I), блакитнозелене (група II)
і слабко виражене блакитне забарвлення (гру
па III) хвої. Перше вуличне насадження роз
ташоване неподалік від великого металургій
ного комбінату «АрселорМіталл Кривий Ріг»
(на вул. Металургів) і зазнавало впливу його
викидів, друге насадження — у житловому квар
талі, віддаленому від цього комбінату більше
ніж на 50 км (на вул. Черкасова).
З виділених візуально за забарвленням хвої
дерев на початку жовтня відбирали хвою ок
ремо першого, другого, третього і четвертого
року життя. Вибірки дерев нараховували не
менше ніж 5 екз.
Для визначення вмісту пігментів використо
вували стандартну методику: до 0,1 г подрібне
ного рослинного матеріалу додавали 2 мл ди
мексиду (ДМСО), упродовж 3 годин витриму
вали на водяній бані за температури 67 °С. В
отриманому екстракті проводили вимірюван
ня за допомогою спектрофотометра СФ2000
за довжини хвилі 665 і 649 мкм — для хлорофі
лів а і b та 480 мкм — для каротиноїдів. Вміст
пігментів (С) розрахували за формулами [18]
С
a
= (12,19 · А 665) – (3,45 · А 649),
С
b
= (21,99 · А 649) – (5,32 · А 665),
С
кар
= ((1000 · А 480) – (2,14 · Са)—(70,16 · Сb)) : 220.
Результати та обговорення
У P. pungens у насадженнях м. Кривий Ріг збе
рігається хвоя 1—4го року життя, однак її
блакитне забарвлення, за візуальними спосте
реженнями, найбільш виражене в 1річної
(табл. 1). У рослин із сизоблакитним забарв
ленням хвої колір зберігається на 90—98 % і
у 2річної хвої, за винятком дерев, які зроста
ють поблизу металургійного комбінату (77 %).
У 3річної хвої блакитне забарвлення стано
вить 47—74 % від забарвлення 1річної, а у
4річної — 23—46 %. Варіабельність сизобла
китного забарвлення хвої збільшується з її ві
ком. Такі зміни кольору хвої залежно від її віку
відзначено і в інших групах дерев. Лише у дерев
з блакитнозеленим забарвленням зменшення
блакитного кольору більш ніж на 50 % зафік
совано у 3річної хвої та 2річної у групі ІІІ.
Хвоя 3—4го року розташована на відповідних
пагонах, котрі частково затіняються іншими
пагонами. Можна припустити, що блакитне
забарвлення хвої зменшується не лише з ві
ком, а і зі зменшенням освітленості пагонів.
Найвищий вміст хлорофілів а і b та суми
хлорофілів відзначено у хвої першого року
життя в усіх досліджуваних рослин з макси
мальним показником у групі І (табл. 2). Від
мінності за вмістом пігментів особливо поміт
ні щодо хлорофілу а, якого в цьогорічній хвої у
групах ІІ—ІІІ було менше на 8,7—22,9 і 25—
35 % відповідно порівняно з групою І. Сума
хлорофілів а і b також була найвищою у дерев
групи І, яких у різновікової хвої було більше,
зокрема в 1річній, відповідно на 7,8—22,8 %,
ніж у групі ІІ, та на 27,6—43,0 % порівняно з
групою ІІI.
Відмінності за вмістом хлорофілу b у хвої
дерев з різним її забарвленням були дещо мен
шими. Хоча вміст хлорофілу в хвої дерев у зоні
поширення викидів металургійного комбіна
ту був меншим порівняно з деревами в житло
вому масиві, однак очевидних пошкоджень
хвої не відзначено. Взагалі P. pungens є висо
костійким до екологічних умов великого про
мислового міста видом. Вміст хлорофілу а по
ступово зменшувався у хвої 2—4го року жит
тя в усіх дерев. Найменше (на 25—32,9 %) його
84 ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2019, № 1
І.І. Коршиков, Н.Ю. Шевчук, Е.Р. Гусейнова
Таблиця 1. Збереженість блакитного кольору в хвої різних років життя у трьох груп дерев Picea pungens у різних
районах м. Кривий Ріг
Table 1. Keeping of blue colouring in needles of vary life year in three groups of Picea pungens trees in different districts
of Kryvyi Rih city
Місцезростання
Вік хвої, роки За 4 роки
загалом1 2 3 4
М ± m СV,% М ± m СV,% М ± m СV,% М ± m СV,% М ± m СV,%
Сизоблакитне забарвлення
На вул. Черкасова
(Тернівський рн)
10,0 9,3 ± 0,2 11,6 6,7 ± 0,3 22,2 4,0 ± 0,3 30,2 7,5 ± 0,3 35,1
На вул. Івана Сірка
(Тернівський рн)
10,0 9,0 ± 0,2 9,2 6,0 ± 0,4 28,6 3,7 ± 0,4 42,9 7,1 ± 0,3 39,1
На вул. Ватутіна
(Покровський рн)
10,0 9,7 ± 0,1 5,1 7,4 ± 0,2 10,1 4,6 ± 0,3 24,8 7,9 ± 0,3 28,9
Проспект Металургів
(Металургійний рн)
10,0 9,8 ± 0,1 4,2 6,9 ± 0,2 14,8 3,9 ± 0,2 24,2 7,6 ± 0,3 34,3
ПАО «АрселорМіттал
Кривий Ріг» (Мета
лургійний рн)
9,9 ± 0,1 3,1 7,7 ± 0,2 12,9 4,7 ± 0,3 25,9 2,3 ± 0,1 28,6 6,1 ± 0,3 49,2
Блакитнозелене забарвлення
На вул. Мусоргсь кого
(Покровський рн)
9,9 ± 0,05 2,3 7,4 ± 0,2 11,9 4,2 ± 0,3 29,5 2,3 ± 0,2 43,0 5,9 ± 0,3 52,1
Проспект Металургів
(Металургійний рн)
9,8 ± 0,1 4,2 6,9 ± 0,2 10,9 4,6 ± 0,3 25,8 2,4 ± 0,2 34,2 5,9 ± 0,3 48,7
ПАО «АрселорМіттал
Кривий Ріг» (Мета
лургійний рн)
9,4 ± 0,1 5,2 5,5 ± 0,2 16,3 3,5 ± 0,2 28,6 1,8 ± 0,2 42,7 5,0 ± 0,3 58,5
Слабко виражене блакитне забарвлення
Житловий масив
Даманський (Тер
нівський рн)
10,0 3,5 ± 0,2 23,9 2,1 ± 0,1 21,3 0,9 ± 0,2 87,6 4,1 ± 0,4 87,3
На вул. Ватутіна (По
кровський рн)
10,0 4,7 ± 0,1 14,0 3,1 ± 0,2 22,5 1,5 ± 0,2 47,3 4,8 ± 0,4 68,2
було у 4річної хвої порівняно з 1річною.
Таку саму тенденцію спостерігали щодо хло
рофілу b і суми зелених пігментів. Установле
но, що з віком хвої зростає кількість кароти
ноїдів. У всіх групах рослин найбільший вміст
їх відзначено у хвої 4го року життя (на 14,8—
33,3 % більший, ніж в 1річної).
Величина співвідношення а/b, а також хло
рофіли/каротиноїди була найбільшою в 1річ
ної хвої дерев усіх груп і поступово зменшува
лася з віком хвої. Найбільші зміни встановлено
для співвідношення хлорофіли/каро тиноїди,
яке було найвищим в 1річної хвої дерев усіх
груп, а у 4річної становило 54,5—63,9 % від
показника хвої першого року життя.
Таким чином, спостерігається чітка тенден
ція у рослин P. pungens з блакитним забарв
ленням хвої: поступове зниження вмісту хло
рофілів і зростання рівня каротиноїдів зі
збільшенням віку хвої, що супроводжується
зменшенням блакитного забарвлення хвої.
Підвищений вміст каротиноїдів у більш віко
вій хвої — це звичайна фізіологічна реакція на
її старіння і тривалий вплив несприятливих
чинників міського середовища. У хвої P. pun
gens підвищений рівень каротиноїдів напри
85ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2019, № 1
Зміна забарвлення і вмісту фотосинтетичних пігментів у різновіковій хвої Picea pungens Engelm. ...
кінці вегетаційного сезону відзначено у місь
ких насадженнях в інших регіонах [1].
Каротиноїди в клітинах рослин виконують
антиоксидантні функції, є радіопротекторами,
антимутагенами та імуномодуляторами [12].
Високий рівень каротиноїдів у хвої рослин в
осінньозимовий період, а також при дії стре
сових чинників розглядають як адаптивну ре
акцію, спрямовану на підвищення стійкості
фотосинтетичного апарату та запобігання де
струкції зелених пігментів [6, 12]. При порів
нянні вмісту фотосинтетичних пігментів, ліг
ніну і фенолів у хвої P. pungens з Ко лорадо і
P. abies (L.) H. Karst. з Норвегії, які зростали в
Чехії, не встановлено суттєвих відмінностей, так
само, як і за показником стійкості у відповідь
Таблиця 2. Вміст фотосинтетичних пігментів у різновіковій хвої Рісеа pungens у насадженнях у м. Кривий Ріг,
мг/г сирої речовини (М0 ± m)
Table 2. The content of photosynthetic pigments in varyaged needles of Picea pungens in plantations of Kryvyi Rih city,
mg/g of row matter (М0 ± m)
Вік хвої,
роки
Хлорофіл а Хлорофіл b
a + b, мг/г сирої
речовини
a/b Каротиноїди
Хлорофіли/
каротиноїди
Сизоблакитне забарвлення хвої (на вул. Черкасова)
1 0,830 ± 0,007 0,320 ± 0,013 1,130 ± 0,015 2,6 0,340 ± 0,007 3,3
2 0,740 ± 0,004 0,300 ± 0,005 1,050 ± 0,006 2,5 0,380 ± 0,009 2,8
3 0,670 ± 0,006 0,280 ± 0,014 0,950 ± 0,009 2,5 0,400 ± 0,006 2,4
4 0,580 ± 0,023 0,270 ± 0,017 0,860 ± 0,010 2,3 0,440 ± 0,010 2,0
Сизоблакитне забарвлення хвої (на вул. Металургів)
1 0,800 ± 0,011 0,320 ± 0,013 1,110 ± 0,013 2,5 0,320 ± 0,006 3,5
2 0,720 ± 0,012 0,300 ± 0,005 1,030 ± 0,015 2,4 0,360 ± 0,008 2,9
3 0,610 ± 0,027 0,280 ± 0,014 0,900 ± 0,017 2,3 0,370 ± 0,011 2,5
4 0,540 ± 0,023 0,250 ± 0,017 0,790 ± 0,010 2,2 0,380 ± 0,013 2,1
Блакитнозелене забарвлення хвої (на вул. Черкасова)
1 0,730 ± 0,011 0,310 ± 0,006 1,030 ± 0,015 2,4 0,300 ± 0,009 3,4
2 0,670 ± 0,027 0,290 ± 0,016 0,980 ± 0,016 2,3 0,320 ± 0,007 3,0
3 0,560 ± 0,022 0,260 ± 0,009 0,830 ± 0,013 2,2 0,340 ± 0,011 2,5
4 0,490 ± 0,017 0,240 ± 0,011 0,730 ± 0,010 2,1 0,350 ± 0,014 2,1
Блакитнозелене забарвлення хвої (на вул. Металургів)
1 0,640 ± 0,006 0,300 ± 0,006 0,920 ± 0,015 2,3 0,270 ± 0,008 3,6
2 0,590 ± 0,025 0,290 ± 0,016 0,880 ± 0,016 2,2 0,300 ± 0,010 3,0
3 0,540 ± 0,022 0,250 ± 0,009 0,790 ± 0,013 2,2 0,310 ± 0,012 2,6
4 0,450 ± 0,013 0,230 ± 0,011 0,680 ± 0,010 2,1 0,310 ± 0,014 2,3
Слабко виражене блакитне забарвлення хвої (на вул. Черкасова)
1 0,600 ± 0,006 0,270 ± 0,006 0,870 ± 0,011 2,3 0,240 ± 0,008 3,7
2 0,540 ± 0,005 0,250 ± 0,005 0,790 ± 0,006 2,2 0,260 ± 0,005 3,1
3 0,480 ± 0,020 0,250 ± 0,013 0,730 ± 0,009 2,1 0,260 ± 0,011 2,7
4 0,450 ± 0,013 0,230 ± 0,009 0,690 ± 0,007 2 0,320 ± 0,009 2,2
Слабко виражене блакитне забарвлення хвої (на вул. Металургів)
1 0,540 ± 0,005 0,250 ± 0,009 0,790 ± 0,016 2,2 0,210 ± 0,007 3,8
2 0,480 ± 0,020 0,250 ± 0,015 0,730 ± 0,012 2,1 0,230 ± 0,006 3,2
3 0,440 ± 0,012 0,230 ± 0,013 0,670 ± 0,017 2 0,250 ± 0,009 2,8
4 0,370 ± 0,013 0,180 ± 0,009 0,580 ± 0,022 2 0,250 ± 0,014 2,3
86 ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2019, № 1
І.І. Коршиков, Н.Ю. Шевчук, Е.Р. Гусейнова
на дію техногенно забрудненого повітря. Різ
ницю в накопиченні лігніну і фенолів у цих ви
дів виявлено лише в найбільш віковій хвої [16].
З віком хвої змінюється структура восків на
ній, а отже, спектри оптичного відображення
та «координати забарвлення», що призводить
до появи різних відтінків. Саме їх пропонують
використовувати для експертної оцінки фізіо
логічного стану хвої [13]. Відзначено, що ефек
тивність блакитного світла при фотосинтезі
менша, а листки з меншим забарвленням мали
більший відсоток світловідбиття при довжині
хвиль від 350 до 800 нм [15].
Зелене забарвлення хвої насамперед зумов
лене хлорофілом, а в поліхроїзмі квіток по
критонасінних рослин провідну роль відігра
ють каротиноїди та фенольні сполуки, зокре
ма, антоціани і флавоноїди [7]. Зменшення
вмісту хлорофілу в 2—4річної хвої порівняно
з 1річною може бути спричинене активіза
цією процесів деструкції та зниженням його
синтезу в старшій хвої. Очевидно, що з віком
хвої знижується загальна інтенсивність син
тетичних процесів у її клітинах. Під час ста
ріння хвої її пігментний комплекс і насампе
ред хлорофіл зазнають деградаційних змін,
які призводять до зміни вмісту та співвідно
шення фотосинтетичних пігментів і зниження
фотосинтетичної активності. Хлорофіл тілак
тоїдних мембранних хлоропластів зв’я за ний з
білками. Стресовий вплив на асиміляційні
органи активізує хлоропластні протеїни, що
призводить до відділення хлорофілу і продук
тів його деградації (хлорофіліду і феофітину)
від білкової мембрани. Цей процес спричи
няє видалення центрального атома магнію із
молекули хлорофілу. Механізми катаболізму
хлорофілу складні та остаточно не з’ясовані
[5, 10, 11].
Нестійкість блакитного забарвлення 2—4
річної хвої у P. pungens пов’язана насамперед з
генотиповими особливостями рослин, а не з
негативним впливом техногенно забруднено
го міського середовища. Про це свідчать до
слідження молекулярної біології синтезу і
функціонування кутикули [17]. Підтверджен
ням цього є дані візуальної оцінки забарвлен
ня хвої (див. табл. 1) і порівняльного аналізу
вмісту пігментів у дерев з різних насаджень. У
цілому P. pungens з блакитним забарвленням
належить до найстійкіших і найдекоративні
ших порід у насадженнях м. Кривий Ріг, у якої
навіть у найбільш несприятливих умовах не
розвивається активно хлороз хвої.
Висновки
У штучних насадженнях P. pungens у м. Кривий
Ріг виділено три групи дерев з різним ступе
нем блакитного забарвлення хвої: сизобла
китне, блакитнозелене та слабко виражене
блакитне забарвлення. Найбільш інтенсив но
блакитне забарвлення в усіх групах дерев ви
являється в хвої першого року життя і знижу
ється в 2—4річній, особливо у дерев, які на
лежать до груп ІІ—ІІІ. Найвищий вміст хло
рофілу в дерев кожної групи виявлено у хвої
першого року життя, при цьому в 1—4річної
хвої дерев із сизоблакитним забарвленням
його було завжди більше порівняно з дерева
ми інших груп. З віком хвої вміст хлорофілу
зменшувався, а каротиноїдів — збільшувався
в усіх рослин, які досліджували. Це пов’язано
з процесами старіння хвої.
P. pungens — стійкий вид в умовах Криворіж
жя. Її найбільш декоративну форму із сизо
блакитним кольором хвої слід ширше вико
ристовувати в озелененні населених пунк тів
степової зони України.
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. Бухарина И.Л. Особенности фотосинтетическо
го аппарата ели колючей (Picea pungens Engelm.)
и ели европейской (Picea abies L.) в условиях го
родской среды / И.Л. Бухарина, А.С. Пашкова //
Современные проблемы науки и образования. —
2015. — № 3. — С. 582—587.
2. Деревья и кустарники, культивируемые в Украинской
ССР: Голосеменные: справ. пособие / [С.И. Куз
нецов, П.Я. Чуприна, Ю.К. Подгорный и др.] отв.
ред. Е.Н. Кондратюк. — К.: Наук. думка, 1985. —
199 с.
3. Коршиков И.И. Адаптация растений к условиям
техногенно загрязненной среды / И.И. Корши
ков. — К.: Наук. думка, 1996. — 240 с.
4. Савенко А.В. Особенности адаптации сортов вей
гелы (Weigela Thunb., Caprifoliaceae) в условиях
87ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2019, № 1
Зміна забарвлення і вмісту фотосинтетичних пігментів у різновіковій хвої Picea pungens Engelm. ...
города Краснодара / А.В. Савенко, С.С. Чукуриди,
А.Я. Барчукова // Науч. журн. КубГАУ. — 2015. —
№ 105 (01). — С. 1—13.
5. Сиваш А.А. Катаболизм хлорофилла в растениях /
А.А. Сиваш, Е.К. Золотарева // Вісн. ХНАУ. —
2013. — Вип. 3 (30). — С. 6—17.
6. Титова М.С. Содержание фотосинтетических
пигментов в хвое Picea abies и Picea koraiensis /
М.С. Титова // Вестн. ОГУ. — 2010. — № 13 (118). —
С. 9—12.
7. Феденко В.С. Взамосвязь каротиноидных и феноль
ных пигментов в формировании полихроизма
цветков покрытосеменных растений / В.С. Феден
ко // Физиология и биохимия культурных расте
ний. — 2002. — Т. 34, № 3. — С. 199—212.
8. Clark J.B. Photosynthetic action spectra of trees. I.
The relationship of cuticle structure to the visible and
ultraviolet spectral properties of needles from four co
niferous species / J.B. Clark, G.R. Lister // Plant
Physiol. — 1975. — Vol. 55. — Р. 407—413.
9. Hanover J.W. Surface wax deposits on foliage of Picea
pungens and other conifers / J.W Hanover, D.A Rei
cosky // Am. J. Bot. — 1971. — Vol. 58. — Р. 681—
687.
10. H : rtensteiner S. Chlorophyll degradation during se
2006. — Vol. 57. — Р. 55—77.
11. H : rtensteiner S. Chlorophyll breakdown in higher
plants / S. H
;
rtensteiner, B. Kr< utler // Biochim Bio
phys Acta. — 2011. — N 1807 (8). — Р. 977—988.
12. Johnson E.J. The role of carotenoids in human health /
E.J. Johnson // Nutr Clin Care. — 2002/ — N 5 (2). —
Р. 56—65.
13. Ptushenko V.V. Chlorophyll fluorescence induction,
chlorophyll content, and chromaticity characteristics of
leaves as indicators of photosynthetic apparatus senes
cence in arboreous plants / V.V. Ptushenko, O.S. Ptu
shenko, A.N. Tikhonov // Biochemistry (Moscow). —
2014. — Vol. 79, N 3. — Р. 260—272.
14. Reicosky D.A Seasonal changes in leaf surface waxes of
Picea pungens / D.A Reicosky, J.W Hanover // Am. J.
Bot. — 1976. — Vol. 63. — Р. 449—456.
15. Reicosky D.A. Physiological effects of surface waxes. I.
light reflectance for glaucous and nonglaucous Picea
pungens / D.A. Reicosky, J.W. Hanover // Plant Phy
siol. — 1978. — Vol. 62. — Р. 101—104.
16. Soukupov = J. Comparative study of two spruce spe
cies in a polluted mountainous region / J. Soukupov> ,
B.N. Rock, J. Albrechtov> // New Phytologist. —
2001. — Vol. 150. — Р. 133—145.
17. Trevor H.Y. The formation and function of plant cuti
cles / H.Y. Trevor, K.C. Rose Jocelyn // Plant Physio
logy. — 2013. — Vol. 163, N 1. — Р. 5—20.
18. Wellburn A.R. The spectral determination of chloro
phyll a and b, as well as total carotenoids, using various
solvents with spectrofotometers of different resolu
tion / A.R. Wellburn // J. Plant Physiol. — 1994. —
Vol. 144. — Р. 307—313.
Рекомендувала О.П. Похильченко
Надійшла 06.08.2018
REFERENCES
1. Buharina, I.L. and Pashkova, A.S. (2015), Osoben
nosti fotosinteticheskogo apparata eli koljuchej (Picea
pungens Engelm.) i eli evropejskoj (Picea abies L.) v
uslovijah gorodskoj sredy [The peculiarities of the pho
tosynthetic apparatus of Norway spruce (Picea pungens
Engelm.) and Colorado spruce (Picea abies L.) in ur
ban environments]. Sovremennye problemy nauki i
obrazovanija [Modern problems of science and educa
tion], N 3, pp. 582—587.
2. Kuznecov, S.I., Chuprina, P.Ja. and Podgornyj, Ju.K.
(1985), Derevja i kustarniki, kultiviruemye v Uk
rain skoj SSR: Golosemennye: sprav. posobie [Trees
and shrubs cultivated in the Ukrainian SSR: Gym
nosperms: reference book]. Kyiv: Nauk. dumka,
199 р.
3. Korshykov, I.I. (1996), Adaptacija rastenij k uslovijam
tehnogenno zagrjaznennoj sredj [The adaptation of
plants to the conditions of technogenically polluted
environment]. Kyiv: Nauk. dumka, 240 p.
4. Savenko, A.V., Chukuridi, S.S. and Barchukova, A.Ja.
(2015), Osobennosti adaptacii sortov vejgely (Weigela
Thunb., Caprifoliaceae) v uslovijah goroda Krasnodara
[The adapting peculiarities of varieties of weigelas
(Weigela Thunb., Caprifoliaceae) in the conditions of
Krasnodar city]. Nauchnyj zhurnal KubGAU [Scien
tific journal KubSAU], N 105 (01), pp. 1—13.
5. Sivash, A.A. and Zolotareva, E.K. (2013), Katabolizm
hlorofilla v rastenijah [Catabolism of chlorophyll in
plants]. Vіsnik HNAU [News of the KhNAU], vol. 3
(30), pp. 6—17.
6. Titova, M.S. (2010), Soderzhanie fotosinteticheskih
pigmentov v hvoe Picea abies i Picea koraiensis [The
content of photosynthetic pigments in needles of Picea
abies and Picea koraiensis]. Vestnik OGU [Bulletin of
the OSU], N 13 (118), pp. 9—12.
7. Fedenko, V.S. (2002), Vzamosvjaz karotinoidnyh i fe
nolnyh pigmentov v formirovanii polihroizma cvet
kov pokrytosemennyh rastenij [Interconnection of
carotenoid and phenolic pigments in the formation
of polychroism of flowers of angiosperms].
Fiziologija i biohimija kulturnyh rastenij [Physiology
and biochemistry of cultivated plants], vol. 34, N 3,
pp. 199—212.
8. Clark, J.B. and Lister, G.R. (1975), Photosynthetic ac
tion spectra of trees. I. The relationship of cuticle
structure to the visible and ultraviolet spectral proper
ties of needles from four coniferous species. Plant
Physiol, vol. 55, рp. 407—413.
88 ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2019, № 1
І.І. Коршиков, Н.Ю. Шевчук, Е.Р. Гусейнова
9. Hanover, J.W. and Reicosky, D.A. (1971), Surface wax
deposits on foliage of Picea pungens and other conifers.
Am. J. Bot., vol. 58, рp. 681—687.
10. H ? rtensteiner, S. and Kr @ utler, B. (2011), Chlorophyll
breakdown in higher plants. Biochim Biophys Acta.,
1807(8), рр. 977—988.
11. H ? rtensteiner, S. (2006), Chlorophyll degradation dur
ing senescence. Annu Rev Plant Biol., vol. 57, рр.
55—77.
12. Johnson, E.J. (2002), The role of carotenoids in hu
man health. Nutr Clin Care, N 5 (2), рр. 56—65.
13. Ptushenko, V.V., Ptushenko, O.S., and Tikhonov, A.N.
(2014), Chlorophyll fluorescence induction, chloro
phyll content, and chromaticity characteristics of
leaves as indicators of photosynthetic apparatus senes
cence in arboreous plants. Biochemistry (Moscow),
vol. 79, N 3, pp. 260—272.
14. Reicosky, D.A. and Hanover, J.W. (1976), Seasonal
changes in leaf surface waxes of Picea pungens. Am. J.
Bot., vol. 63, рр. 449—456.
15. Reicosky, D.A. and Hanover, J.W. (1978), Physiologi
cal effects of surface waxes. I. light reflectance for
glaucous and nonglaucous Picea pungens. Plant Physi
ol, vol. 62, рр. 101—104.
16. Soukupov A , J., Rock, B.N. and Albrechtov A , J. (2001),
Comparative study of two spruce species in a polluted
mountainous region. New Phytologist, vol. 150,
рр. 133—145.
17. Trevor, H.Y. and Jocelyn, K.C. Rose (2013), The for
mation and function of plant cuticles. Plant Physiolo
gy, vol. 163, N 1, pp. 5—20.
18. Wellburn, A.R. (1994), The spectral determination of
chlorophyll a and b, as well as total carotenoids, using
various solvents with spectrofotometers of different
resolution. J. Plant Physiol, vol. 144, рр. 307—313.
Recommended by O.P. Pokhylchenko
Received 06.08.2018
И.И. Коршиков 1, 2, Н.Ю. Шевчук 1, 2, Э.Р. Гусейнова 2
1 Донецкий ботанический сад НАН Украины,
Украина, г. Кривой Рог
2 Криворожский ботанический сад НАН Украины,
Украина, г. Кривой Рог
ИЗМЕНЕНИЕ ОКРАСКИ И СОДЕРЖАНИЯ
ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ
В РАЗНОВОЗРАСТНОЙ ХВОЕ PICEA PUNGENS
ENGELM. В УСЛОВИЯХ ГОРОДСКИХ
НАСАЖДЕНИЙ
Цель — проанализировать содержание хлорофиллов и
каротиноидов в хвое 1—4го года жизни у деревьев
Рісеа pungens Engelm. с голубым цветом хвои в уличных
насаждениях г. Кривой Рог, подверженных влиянию
выбросов крупного металлургического комбината, и
тех, которые растут в незагрязненных жилых кварталах
города.
Материал и методы. Выделены три группы деревьев
в возрасте более 30 лет в зависимости от интенсивно
сти голубой окраски хвои: I — сизоголубая, II —
голубоватозеленая, III — слабо выраженная голубая
окраска. Пигменты из хвои растений экстрагировали
димексидом. Количество хлорофилла и каротинои
дов в растворе определяли с помощью спектрофото
метра СФ2000.
Результаты. Во всех группах деревьев наибольшее
содержание хлорофиллов а и b и их суммы обнаруже
но в хвое первого года жизни, максимальное — у дере
вьев первой группы, а минимальное — у 4летней
хвои. У всех растений голубая окраска хвои уменьша
ется с возрастом, особенно у 3—4летней хвои деревьев
второй и третьей групп. Содержание каротиноидов
увеличивается с возрастом хвои, достигая максимума
у 4летней. Выбросы металлургического комбината
влияют на голубую окраску 2—4летней хвои, снижая
ее интенсивность, однако этот признак прежде всего
зависит от генотипических особенностей растений.
Выводы. Р. pungens с голубой окраской хвои устой
чива и высокодекоративна в условиях большого про
мышленного города степной зоны и является пер
спективной для широкого использования в озелене
нии населенных пунктов этой зоны.
Ключевые слова: Picea pungens, хвоя, голубая окраска,
содержание хлорофиллов и каротиноидов, декора
тивность, Криворожье.
I.I. Korshykov 1, 2, N.Yu. Shevchuk 1, 2, E.R. Guseynova 2
1 Donetsk Botanical Garden, National Academy
of Sciences of Ukraine, Ukraine, Kryvyi Rih
2 Kryvyi Rih Botanical Garden,
National Academy of Sciences of Ukraine,
Ukraine, Kryvyi Rih
THE CHANGES OF COLOURING
AND CONTENT OF PHOTOSYNTHETIC
PIGMENTS IN UNEVENAGED NEEDLES
OF PICEA PUNGENS ENGELM. IN CONDITIONS
OF URBAN PLANTINGS
Objective — is to analyze the content of chlorophylls and
carotenoids in the 1—4yearold bluecoloured needles of
Picea pungens Engelm. trees in street plantings of Kryvyi
Rih city exposed to emissions of large metallurgical com
bine as well growing in nonpolluted dwelling blocks of the
city.
Material and methods. We divided the trees into three
groups at the age of less than 30 years, depending on the
needle colouring: I — greyblue, II — bluegreen, III —
weakly blue. The pigments of the needles were extracted
by dimethyl sulfoxide, and the quantity of chlorophyll
89ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2019, № 1
Зміна забарвлення і вмісту фотосинтетичних пігментів у різновіковій хвої Picea pungens Engelm. ...
and carotenoids was defined using the spectrophotometer
SF2000.
Results. In all three groups, the highest content of chlo
rophylls a and b as well their sum was revealed in oneyear
old needles (the maximum value was in the trees of the first
group), the lowest one was in fouryearold needles. Blue
colouring of the needles decreases with age, especially in
3—4yearold needles of the trees from the second and the
third groups. The content of carotenoids increases with the
age of the needles, the maximum is in fouryearold ones.
Emissions of the metallurgical combine influence blue
colouring of 2—4yearold needles, decreasing its intensi
ty; but this characteristics, firstly, depends on genotype
peculiarities of the plants.
Conclusions. P. pungens with bluecoloured needles is
stable and highly decorative in conditions of a large indus
trial city of the steppe zone, therefore it has good perspec
tives to be used widely for greening of settlements in this
zone.
Key words: Picea pungens, needles, blue colouring, content
of chlorophylls and carotenoids, decorativeness, Kryvyi
Rih area.
|
| id | oai:ojs2.plantintroduction.org:article-972 |
| institution | Plant Introduction |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2025-07-17T12:48:05Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | wwwplantintroductionorg/f1/2036ccf06a05e25b1ecc5f580a1544f1.pdf |
| spelling | oai:ojs2.plantintroduction.org:article-9722019-11-11T08:15:47Z The changes of colouring and content of photosynthetic pigments in unevenaged needles of Picea pungens Engelm. in conditions of urban plantings Зміна забарвлення і вмісту фотосинтетичних пігментів у різновіковій хвої Picea pungens Engelm. в умовах міських насаджень Korshykov, I.I. Shevchuk, N.Yu. Guseynova, E.R. Objective – is to analyze the content of chlorophylls and carotenoids in the 1–4-year-old blue-coloured needles of Picea pungens Engelm. trees in street plantings of Kryvyi Rih city exposed to emissions of large metallurgical combine as well growing in non-polluted dwelling blocks of the city. Material and methods. We divided the trees into three groups at the age of less than 30 years, depending on the needle colouring: I – grey-blue, II – blue-green, III – weakly blue. The pigments of the needles were extracted by dimethyl sulfoxide, and the quantity of chlorophyll and carotenoids was defined using the spectrophotometer SF-2000. Results. In all three groups, the highest content of chlorophylls a and b as well their sum was revealed in one-yearold needles (the maximum value was in the trees of the first group), the lowest one was in four-year-old needles. Blue colouring of the needles decreases with age, especially in 3–4-year-old needles of the trees from the second and the third groups. The content of carotenoids increases with the age of the needles, the maximum is in four-year-old ones. Emissions of the metallurgical combine influence blue colouring of 2–4-year-old needles, decreasing its intensity; but this characteristics, firstly, depends on genotype peculiarities of the plants. Conclusions. P. pungens with blue-coloured needles is stable and highly decorative in conditions of a large industrial city of the steppe zone, therefore it has good perspectives to be used widely for greening of settlements in this zone. Мета – проаналізувати вміст хлорофілів і каротиноїдів у хвої 1–4-го року життя дерев Рісеа pungens Engelm. із блакитним кольором хвої у вуличних насадженнях м. Кривий Ріг, котрі зазнають впливу викидів великого металургійного комбінату, і тих, які зростають в незабруднених житлових кварталах міста. Матеріал та методи. Виділено три групи дерев віком понад 30 років залежно від інтенсивності блакитного забарвлення хвої: I – сизо-блакитне, II – блакитно-зелене, III – слабко виражене блакитне забарвлення. Пігменти з хвої рослин екстрагували димексидом. Кількість хлорофілу і каротиноїдів у розчині визначали за допомогою спектрофотометра СФ-2000. Результати. В усіх групах дерев найбільший вміст хлорофілів а і b та їх суми виявлено у хвої першого року життя, максимальний – у дерев першої групи, а мінімальний – у 4-річної хвої. В усіх рослин блакитне забарвлення хвої зменшується з її віком, особливо у 3–4-річної хвої дерев другої і третьої груп. Вміст каротиноїдів збільшується з віком хвої, досягаючи максимуму у 4-річної. Викиди металургійного комбінату впливають на блакитне забарвлення 2–4-річної хвої, знижуючи його інтенсивність, однак ця ознака насамперед залежить від генотипових особливостей рослин. Висновки. Р. pungens з блакитним забарвленням хвої стійка і високодекоративна в умовах великого промислового міста степової зони і є перспективною для широкого використання в озелененні населених пунктів цієї зони. M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2019-03-01 Article Article application/pdf https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/972 10.5281/zenodo.2650471 Plant Introduction; Vol 81 (2019); 82-89 Інтродукція Рослин; Том 81 (2019); 82-89 2663-290X 1605-6574 10.5281/zenodo.3377671 en https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/972/933 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | Korshykov, I.I. Shevchuk, N.Yu. Guseynova, E.R. Зміна забарвлення і вмісту фотосинтетичних пігментів у різновіковій хвої Picea pungens Engelm. в умовах міських насаджень |
| title | Зміна забарвлення і вмісту фотосинтетичних пігментів у різновіковій хвої Picea pungens Engelm. в умовах міських насаджень |
| title_alt | The changes of colouring and content of photosynthetic pigments in unevenaged needles of Picea pungens Engelm. in conditions of urban plantings |
| title_full | Зміна забарвлення і вмісту фотосинтетичних пігментів у різновіковій хвої Picea pungens Engelm. в умовах міських насаджень |
| title_fullStr | Зміна забарвлення і вмісту фотосинтетичних пігментів у різновіковій хвої Picea pungens Engelm. в умовах міських насаджень |
| title_full_unstemmed | Зміна забарвлення і вмісту фотосинтетичних пігментів у різновіковій хвої Picea pungens Engelm. в умовах міських насаджень |
| title_short | Зміна забарвлення і вмісту фотосинтетичних пігментів у різновіковій хвої Picea pungens Engelm. в умовах міських насаджень |
| title_sort | зміна забарвлення і вмісту фотосинтетичних пігментів у різновіковій хвої picea pungens engelm. в умовах міських насаджень |
| url | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/972 |
| work_keys_str_mv | AT korshykovii thechangesofcolouringandcontentofphotosyntheticpigmentsinunevenagedneedlesofpiceapungensengelminconditionsofurbanplantings AT shevchuknyu thechangesofcolouringandcontentofphotosyntheticpigmentsinunevenagedneedlesofpiceapungensengelminconditionsofurbanplantings AT guseynovaer thechangesofcolouringandcontentofphotosyntheticpigmentsinunevenagedneedlesofpiceapungensengelminconditionsofurbanplantings AT korshykovii zmínazabarvlennâívmístufotosintetičnihpígmentívuríznovíkovíjhvoípiceapungensengelmvumovahmísʹkihnasadženʹ AT shevchuknyu zmínazabarvlennâívmístufotosintetičnihpígmentívuríznovíkovíjhvoípiceapungensengelmvumovahmísʹkihnasadženʹ AT guseynovaer zmínazabarvlennâívmístufotosintetičnihpígmentívuríznovíkovíjhvoípiceapungensengelmvumovahmísʹkihnasadženʹ AT korshykovii changesofcolouringandcontentofphotosyntheticpigmentsinunevenagedneedlesofpiceapungensengelminconditionsofurbanplantings AT shevchuknyu changesofcolouringandcontentofphotosyntheticpigmentsinunevenagedneedlesofpiceapungensengelminconditionsofurbanplantings AT guseynovaer changesofcolouringandcontentofphotosyntheticpigmentsinunevenagedneedlesofpiceapungensengelminconditionsofurbanplantings |