Вплив сольового і осмотичного стресів та метіуру на фотосинтетичний апарат листків кукурудзи

Abstract

Проведено дослідження анатомічних та ультраструктурних особливостей і вмісту пігментів в листках 9-добових проростків кукурудзи (Zea mays L.) за умов дводобового впливу засолення (0,15 М NaCl), водного дефіциту (0,03 М ПЕГ) та препарату метіур (добова обробка зернівок 0,1 мкМ розчином). На тканинному рівні за дії кожного зі стресорів виявлено компенсаторний вплив метіуру на товщину листків та парціальні об’єми мезофілу і міжклітинного простору при засоленні; показана специфічність дії сольового та осмотичного стресів. Розбіжності у розмірах хлоропластів виявлялися у збільшенні їх довжини і ширини при засоленні та зменшенні їх ширини і об’єму за дії ПЕГ; під впливом метіуру ці показники наближалися до контрольних. Порівняно з контролем значно підвищувався парціальний об’єм гран за обробки NaCl, метіуром та комбінованої дії солі і метіуру, а також ПЕГ і метіуру. Паралельно у цих варіантах зростала і частка об’єму тилакоїдів строми, окрім варіанта з комплексною дією ПЕГ і метіуру, де метіур не вирівнював різке зменшення цього параметра, яке відбувалося під впливом ПЕГ. В дослідних варіантах значимих відмінностей у вмісті пігментів хлоропластів (хлорофілів і каротиноїдів) порівняно з контрольним виявлено не було. Припускається, що суттєві перебудови фотосинтетичного апарату призводять до оптимізації вмісту сполук, причетних до забезпечення процесу фотосинтезу в листках кукурудзи, що може свідчити про структурну стратегію адаптації рослин на першій фазі стресу.

Anatomical and ultrastructural peculiarities as well as pigments’ contents were studied in leaves of 9-d-old maize seedlings as a consequence of 2-d salt stress (0.15 М NaCl), water stress (0.03 М PEG) and synthetic regulator methyure (10-7 M, 1-d pre-treatment of grains). At the tissue level, compensatory effects of methyure on leaf thickness under influence of each of stresses and on rela tive volumes of mesophyll and intercellular air space under salinity; specificity of salt and osmotic stresses was shown. Differences in chloroplast sizes applied to increase in their long and short axes under salinity and decrease in their volume under water stress; methyure effect directed to conver gence of the indices to the control ones. In comparison to control, grana relative volumes sharply in creased under treatments with NaCl, methyure or combination of salt and methy PEG and methyure. In the same variants, enhancement in relative volumes of stromal thylakoids was observed, apart from effect of combination of PEG and methyure. Influence of the stressors on con tents of chloroplast pigments (chlorophylls and carotinoids) was not significant as compared to con trol ones. The results suggest that essential reorganization in photosynthetic apparatus causes to op timization of pigments’ contents in maize leaves. This can argue for the structural strategy of plant adaptation during the first phase of stress.

Исследовали анатомические и ультраструктурные особенности и содержание пигментов в листьях 9-суточных проростков кукурузы при 2-суточном действии засоления (0,15 М NaCl), водного дефицита (0,03 М ПЭГ) и препарата метиур (суточная обработка зерновок 0,1 мкМ раствором). На тканевом уровне выявлено компенсаторное влияние метиура на толщину листьев при действии стрессоров и на парциальные объемы мезофилла и межклеточного пространства при засолении; показана специфичность действия солевого и осмотического стрессов. Различия в размерах хлоропластов проявлялись в увеличении их длины и ширины при засолении и уменьшении их ширины и объема при действии ПЭГ; под действием метиура эти показатели приближались к контрольным. По сравнению с контролем значительно повышался парциальный объем гран при обработке NaCl, метиуром и комбинированном действии соли и метиура, а также ПЭГ и метиура. Параллельно в этих же вариантах возрастала и доля объема тилакоидов стромы, кроме варианта с комплексным действием ПЭГ и метиура. Содержание пигментов хлоропластов при действии стрессоров не показалo значимых отличий от контроля. Предполагается, что существенные перестройки фотосинтетического аппарата приводят к оптимизации содержания его пигментов в листьях кукурузы, что может свидетельствовать о структурной стратегии адаптации растений на первой фазе стресса