Influence of growth conditions on content of monolignols in phragmites australis’ leaves

Abstract

Nedukha O.M. Influence of growth conditions on content of monolignols in phragmites australis’ leaves. Using a cytochemical method and laser confocal microscopy, a sensitivity of content and distribution of monolignols in the leaves of Phragmites australis, grown in different natural conditions, was established. The leaves at stage of vegetative growth of two ecotypes of Ph. australis, which grew in water and on land, were studied. We present results obtained by comparing the data on the leaves of Ph. australis of air-water and terrestrial plants growing in natural conditions (Kyiv, Ukraine). It was found that the decrease in soil moisture leads to an increase in ratio of syringyl monolignol to guaiacyl (S/G) and to an increase in total content of monolignols (S+G) in epidermis and tissues of vessel bundles of the terrestrial plants. It was assumed that changing the ratio of monolignols and changing their content in the epidermis of leaves of terrestrial reed plants is one of the mechanisms of plant adaptation to lower soil moisture, which reduces transpiration and maintains optimal water potential in leaves of Ph. australis growing on land. Based on the obtained experimental data, we believe that high content of syringyl monolignol, which gives high strength to leaves and stems of terrestrial reeds, can serve as a marker for commercial use of these plants in various sectors of economy.

О.М. Недуха. Вплив умов зростання на вміст монолігнінів у листках phragmites australis. За допомогою цитохімічного методу та лазерної конфокальної мікроскопії встановлені відмінності у розподілі та вмісті монолігнінів у листках рослин Phragmites australis, що зростали у різних природних умовах. Листки досліджували на стадії вегетативного росту двох екотипів Ph. аustralis. Представлені результати, отримані шляхом порівняння даних для листків Ph. аustralis повітряно-водних та суходільних рослин, що зростали в природних умовах (Київ, Україна). Встановлено, що зменшення вологості ґрунту призводить до збільшення співвідношення монолігнінів сирингілу до гваяцилу та підвищення загального вмісту монолігнінів в епідермісі та тканинах провідних пучків листків суходільних рослин. Висловлено припущення, що зміна співвідношення монолігнінів та зміна їх вмісту в епідермісі листків суходільних рослин очерету є одним з механізмів адаптації рослини до зниження вологості ґрунту, що сприяє зменшенню транспірації та підтриманню оптимального водного потенціалу в листках рослин Ph. аustralis, що зростали на суходолі. На підставі отриманих експериментальних даних зроблено висновок, що високий вміст монолігніну сирингілу, який надає високої міцності листкам та стеблам суходільного очерету, може служити маркером для комерційного використання цих рослин у різних галузях народного господарства.

Е.М. Недуха. Влияние условий произрастания на содержание монолигнинов в листьях phragmites australis. С помощью цитохимического метода и лазерной конфокальной микроскопии обнаружены отличия в распределении и содержании монолигнинов в листьях растений Phragmites australis, которые произрастали в различных природных условиях. Листья исследовали на стадии вегетативного роста двух экотипов Ph. аustralis. В работе представлены результаты, полученные путем сравнения данных для листьев Ph. аustralis воздушно-водных и сухопутных растений, которые росли в естественных условиях (Киев, Украина). Установлено, что уменьшение влажности почвы приводит к увеличению соотношения монолигнинов сирингила к гваяцилу и повышению общего содержания монолигнинов в эпидермисе и тканях проводящих пучков листьев сухопутных растений. Предполагается, что изменение соотношения монолигнинов и их содержания в эпидермисе листьев сухопутных растений тростника является одним из механизмов адаптации растений к снижению влажности почвы, что способствует уменьшению транспирации и поддержанию оптимального водного потенциала в листьях Ph. аustralis, растущего на суше. На основе полученных экспериментальных данных сделано заключение, что высокое содержание монолигнина сирингила, который придает высокую прочность листьям и стеблям сухопутных растений, может служить маркером для их коммерческого использования в различных отраслях народного хозяйства.