Многопараметрический анализ пигментного состава листового аппарата представителей рода Betula L.
Authors: Бабаев Р.Н. , Бессчётнова Н.Н. , Бессчётнов В.П. 
Published: February 2025

Введение. В числе биологических характеристик, определяющих эффективность фотосинтеза растений, пигментный состав листового аппарата древесных видов занимает одно из центральных мест. Присутствие хлорофилла и каротиноидов усиливает резистентность растений, что немаловажно при интродукции. Цель исследований – дать многомерную оценку различных видов, разновидностей и сортов представителей рода Берёза (Betula L.) по параметрам пигментного состава листьев и определить в их перечне экзоты с наибольшим потенциалом для вовлечения в насаждения различного целевого назначения на территории Нижегородской области. Объекты и методы исследований.Объектами исследований служили виды, разновидности и сорта представителей рода Берёза, сосредоточенные в ботаническом саду ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского». Опыт ежемесячно повторён в период с июня по август 2020 года. С каждого учётного дерева в дневные часы одновременно и равномерно с хорошо освещённых участков среднего яруса кроны было срезано по три побега. Определение содержания пигментов, участвующих в фотосинтезе, реализовано методом спектрофотометрического анализа в 96 %-м этаноле. В качестве основного организационного принципа рассматривали комплексность сравнительных оценок исследуемых видов, в силу чего были привлечены методы многопараметрического анализа результатов первичной статистической обработки фактических данных. Для построения дендрограмм применяли центроидный парно-групповой метод или восходящую иерархическую классификацию, адекватную методу ближнего соседа. Результаты.Факторный анализ позволил представить 36 анализируемых характеристик пигментного состава листового аппарата с помощью шести главных компонент, выступавших независимыми комплексными факторами. Обоснованность предпринятой редукции числа эффективных факторов велика – на долю главных компонент приходится 97,508 % общей дисперсии. Кластерный анализ на основе нормированных значений исходных признаков и с использованием главных компонентов дал возможность сгруппировать исследуемых представителей рода Берёза по степени их статистической близости в евклидовом пространстве. Выводы. Полученные сведения свидетельствуют об устойчивом характере выявленных тенденций в соотношении между рассматриваемыми представителями рода Берёза. Принимая во внимание факт успешного произрастания берёзы повислой на территории Нижегородской области, следует, что наиболее близкие к ней по своим характеристикам берёза повислая ‘Пурпуреа’ и берёза карельская являются наиболее перспективными представителями рода Берёза в плане вовлечения их во вновь создаваемые насаждения различного целевого назначения в регионе.
Introducion. Among the biological characteristics determining the photosynthetic efficiency of plants, the pigment composition of the leaf apparatus of woody species is of central importance. The presence of chlorophyll and carotenoids increases the resistance of plants, which is important during plant introduction. The purpose of the research is to provide a multidimensional assessment of different species, varieties and cultivars of representatives of the genus Birch (Betula L.) according to the parameters of the leaf pigment composition and, based on their list, identify exotic species with the greatest potential for use in plantings of various purposes in the Nizhny Novgorod region. Objects and methods of research. The objects of the research were the species, varieties and cultivars of the genus Birch representatives growing in the Botanical Garden of the National Research State University of Nizhny Novgorod named after N.I. Lobachevsky. The experiment was repeated monthly in the period from June to August 2020. During daylight hours, three shoots were cut simultaneously and proportionally from each accounting tree, from the well-lit areas of the middle tier of the crown. The determination of the content of pigments involved in photosynthesis was carried out by means of spectrophotometric analysis using 96% ethanol. The complexity of the comparative assessments of the studied species was considered as the main organizational principle, and therefore, methods of multiparametric analysis of the results of primary statistical processing of the actual data were employed. To build dendrograms, the pair-group centroid method or the ascending hierarchical classification similar to the nearest neighbor method was used. Results. The factor analysis made it possible to present 36 studied characteristics of the pigment composition of the leaf apparatus with the aid of six main components acting as independent complex factors. The validity of the reduction in the number of effective factors is high: the share of the main components amounts to 97.508% of the total variance. The cluster analysis, based on the normalized values of the original features and conducted using the main components, allowed for grouping the studied representatives of the genus Birch according to the degree of their statistical proximity in the Euclidean space. Conclusion. The data obtained indicate the sustainable nature of the trends identified in the correlation between the representatives of the genus Birch representatives under study. In view of the successful growth of Betula pendula on the territory of the Nizhny Novgorod region, it should be noted that Betula pendula ‘Purpurea’and the Karelian birch, closest to Betula pendula in their characteristics, are the most promising representatives of the genus Birch in terms of their use in newly created plantings of various purposes in the region.