Содержание фотосинтетических пигментов у цитрусовых растений в условиях наземного лимонария в Северном Таджикистане

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2018, том 61, №4_

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

УДК 581.47:634.33

М.Б.Дадобоева*, Р.Ш.Хакимова*, Б.Н.Сатторов, М.К.Бохирова, член-корреспондент АН Республики Таджикистан С.М.Гулов, член-корреспондент АН Республики Таджикистан Х.А.Абдуллаев

СОДЕРЖАНИЕ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ У ЦИТРУСОВЫХ РАСТЕНИЙ В УСЛОВИЯХ НАЗЕМНОГО ЛИМОНАРИЯ В СЕВЕРНОМ ТАДЖИКИСТАНЕ

Худжандский государственный университет им. академика Б.Гафурова, Институт ботаники, физиологии и генетики растений АН Республики Таджикистан

В работе дается количественная характеристика компонентов пигментной системы листа цитрусовых растений, произрастающих в условиях наземного лимонария. Выявлена тенденция повышения содержания хлорофилла сверху вниз от листьев верхнего яруса к нижним. Установлено, что в условиях слабого освещения наземного лимонария листья нижнего яруса цитрусовых характеризуются более высоким содержанием фотосинтетических пигментов, чем листья средних и верхних ярусов. Наибольшее количество хлорофилла даёт им возможность эффективно работать при слабой освещённости.

Ключевые слова: цитрусовые, лимон, апельсин, мандарин, содержание хлорофилла, наземные лимонарии.

Хлорофилл относится к числу основных и обязателньных компонентов фотосинтетического аппарата растений. По содержанию хлорофилла (суммарно или раздельно по количеству хлорофил-лов а и Ь, а также по их соотношению) можно судить о степени развития аппарата фотосинтеза и физиологическом состоянии растений, о потенциальной возможности растения формировать и накапливать урожай [1-3].

Содержание хлорофилла - это один из наиболее сложных генетически детерминированных признаков растений, проявление которого зависит от действия эндогенных и экзогенных факторов. Вследствие этого даже генетически близкие по происхождению генотипы проявляют различную норму реакции на условия и технологии возделывания (климат, микроклимат, агротехнологии выращивания) и по содержанию хлорофилла могут иметь довольно сушественные различия.

Количество хлорофилла зависит от возраста листа и растения, от геометрии расположения листа в пространстве, от интенсивности освещения. В пределах одного и того растения разные листья могут отличаться друг от друга по содержанию зелёных пигментов.

В связи с вышеизложенным представляет интерес изучение содержания пластидных пигментов у некоторых цитрусовых растений - лимона, апельсина и мандарина, произрастающих в условиях наземного лимонария в Северном Таджикистане.

Адрес для корреспонденции: Гулов Саидали Мамурович. 734017, Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул.Карамова, 27, Институт ботаники, физиологии и генетики растений АНРТ. E-mail: sgulov@gmail.com

Материалы и методы исследования

Объектом исследования служили трехлетние цитрусовые растения: лимон Мейера, мандарин Кавано-Васе, апельсин Гамлин.

Растения выращивались в условиях Северного Таджикистана в защищённом грунте, в одном наземном лимонарии, построенном из металлических каркасов с использованием полиэтиленовой плёнки в качестве покрытия.

При взятии пробы листья были тургесцентными, оптимального размера и без ожогов.

Содержание пластидных пигментов в листьях определяли по оптической плотности ацетоновой вытяжки на спектрофотометре «Specol 11» (Карл Цейсс Йена, Германия), а расчёты вели по уравнению Хольма-Веттштейна [4].

Статистический анализ полученных данных проводили с использованием программы Microsoft Excel 2010. В таблицах приведены среднеарифметические величины и стандартные ошибки трёх измерений из трёх биологических повторностей.

Результаты и их обсуждение

Результаты сравнительного изучения количества хлорофилла а и хлорофилла b, их суммарное содержание и отношение в листьях верхнего, среднего и нижнего ярусов растений лимона, апельсина и мандарина в фазе плодоношения представлены в таблице.

Как видно из этих данных, содержание хлорофилла а у всех растений по мере передвижения сверху вниз от листьев верхнего яруса к нижним повышается от 0.40 до 1.114 мг на г сырой массы листа (обычно у большинства видов растений содержание хлорофилла а варьирует в пределах от 0.8 до 2.12 мг/г сырой массы листа).

Такая же закономерность обнаруживается и при сравнительном анализе суммы хлорофиллов а и b. При этом суммарное увеличение общего содержания хлорофиллов идёт преимущественноза счёт хлорофилла а. Самое высокое содержание хлорофиллов наблюдается в тёмно-зелёных листьях мандарина - 1.604 мг/г сырой массы листа.

Возникает естественный вопрос: чем обусловлено высокое содержание хлорофилла и большая сумма хлорофиллов в листьях нижнего яруса у всех исследованных нами цитрусовых растений в условиях наземного лимонария.

Во-первых, это, возможно, связано с возрастом листа. Обычно, верхние молодые листья содержат меньше пигмента по сравнению со старыми листьями.

Максимальное количество хлорофиллов а и b наблюдается в достигших максимальной величины листьях нижнего яруса.

Во-вторых, в условиях слабого освещения лимонария в нижних листьях растений накопление большего количество хлорофилла, по-видимому, направлено на увеличение поглощения света листом.

Таблица

Содержание фотосинтетических пигментов у лимона, апельсина и мандарина в условиях наземного лимонария. Фаза плодоношения

Растение Ярус листьев Содержание, мг/г сырой массы Отношение хл а / b

хлорофилла а хлорофилла b хл а + b каротиноидов

Лимон верхний 0.402±0.05 0.281±0.06 0.683±0.05 0.350±0.05 1.43

средний 0.541±0.05 0.347±0.04 0.888±0.10 0.280±0.01 1.56

нижний 0.686±0.01 0.441±0.04 1.128±0.05 0.477±0.02 1.58

Апельсин верхний 0.575±0.05 0.391±0.07 0.966±0.01 0.238±0.01 1.47

средний 0.657±0.05 0.492±0.01 1.149±0.06 0.378±0.01 1.33

нижний 0.782±0.08 0.344±0.03 1.126±0.04 0.300±0.01 2.27

Мандарин верхний 0.573±0.01 0.457±0.02 1.045±0.02 0.231±0.01 1.25

средний 0.509±0.08 0.481±0.06 0.990±0.05 0.350±0.05 1.58

нижний 1.137±0.04 0.467±0.06 1.604±0.02 0.400±0.02 2.43

По содержанию хлорофилла b чёткой закономерности нет. Высокие содержания этого пигмента наблюдаются: у растений лимона в листьях нижнего яруса (0.441 мг/г сырой массы), у апельсина и мандарина - в листьях среднего яруса (0.492 и 0.481 мг/г сырой массы листа, соответственно). Эти данные говорят о том, что в условиях наземного лимонария содержание хлорофилла b более постоянно и в значительном количестве имеется в листьях среднего яруса.

Аналогичная картина наблюдается и при анализе содержания каротиноидов.

Отношение хлорофиллов а и b является одним из определяющих факторов продуктивности фотосинтеза и урожайности растений. Установлено, что чем выше показатель отношения хлорофилла а к хлорофиллу b, тем больше формируется хозяйственный урожай у данного генотипа [5].

Как правило, отношение хлорофилла а к хлорофиллу b у большинства видов высших растений относительно постоянно и варьирует в пределах от 2.0 до 3.9. Величина этого показателя у светолюбивых растений составляет порядка 3.9, а у теневыносливых она близка к 2.3.

Как видно из таблицы, отношение хлорофилла а к хлорофиллу b у апельсина и мандарина соответствует величине, характерной для представителей теневыносливых высших растений - 2.27 и 2.43 соответственно.

Для многих растений, произрастающих в условиях слабого освещения или сильного затенения, среднее отношение хл а к хл b составляет 1.4. В нашем случае, в условиях наземного лимонария, среднее отношение хлорофилла а к хлорофиллу b в целом по всему растению в листьях верхнего, среднего и нижнего ярусов составляет: для лимона - 1.51, апельсина - 1.69 и мандарина - 1.57.

Известно, что в процессе фотосинтеза происходит передача энергии поглощённых квантов света с каротиноидов на хлорофилл, и тем самым повышается коэффициент полезного использования потоков солнечной радиации на фотосинтез. В связи с этим интересно было суммировать содержание хлорофиллов и каротиноидов, и по этому показателю проводить сравнительный анализ исследуемых цитрусовых растений.

Сравнительный анализ представленных в таблице данных по суммарному содержанию хло-рофиллов и каротиноидов по ярусам показывает, что у всех исследованных нами растений листья нижнего яруса имеют высокое суммарное содержание этих пигментов. Наибольшая величина этого показателя наблюдается у мандарина - 1.95 мг/г сырой массы.

Заключение

На основании полученных результатов по изучению компонентов пигментной системы листа некоторых цитрусовых растений, произрастающих в условиях наземного лимонария, можно заключить следующее. У всех цитрусовых растений наблюдается тенденция повышения содержания хлорофилла сверху вниз от листьев верхнего яруса к нижним. В условиях слабого освещения наземного лимонария листья нижнего яруса цитрусовых характеризуются более высоким содержанием фотосинтетических пигментов, чем листья верхних и средних ярусов. Это даёт им возможность эффективно работать при более низких интенсивностях освешения света в результате увеличения количества антенного хлорофилла,обеспечивающего реакционный центр. Такой хлорофилльный потенциал листьев нижнего яруса обуславливает формирование высокого урожая хорошего качества в нижних частях растения.

Поступило 01.03.2018 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ничипорович А.А. Хлорофилл и фотосинтетическая продуктивность. - В сб: Хлорофилл. Минск: Наука и техника , 1974, с. 49-62.

2. Тарчевский И.А., Андрианова Ю.Е. Содержание пигментов как показатель мощности развития фотосинтетического аппарата у пщеницы. - Физиология растений, 1980, т. 27, вып 2, с 341-347

3. Андрианова Ю.Е. Тарчевский И.А. Хлорофилл и продуктивность растений. - М.: Наука, 2000, 135 с.

4. Шлык А.А. Определение хлорофиллов и каротиноидов в экстрактах зелёных листьев. - Биохимические методы в физиологии растений. - М.: Наука, 1974, с. 154-170.

5. Абдуллаев Х.А., Каримов Х.Х. - Индексы фотосинтеза в селекции хлопчатника. - Душанбе: До-ниш, 2001, 267 с.

М.Б.Дадобоева*, Р.Ш.Хакимова*, Б.Н.Сатторов, МД.Бохирова, С.М.Гулов, Х.А.Абдуллоев

МИВДОРИ ПИГМЕНТХОИ ФОТОСИНТЕТИКЙ ДАР БАРГИ РАСТАНИХОИ СИТРУСЙ ДАР ШАРОИТИ ЛИМОНАРИЯИ РУИЗАМИНЙ

ДАР ТОЧИКИСТОНИ ШИМОЛЙ

*Донишго%и давлатии Хуцанд ба номи академик Б.Рафуров, Институти ботаника, физиология ва генетикаи растании Академияи илм^ои Цум^урии Тоцикистон

Дар макола тавсифи микдории компонентной системаи пигментии барги растанидои ситрусй, ки дар шароити лимонарияи руизаминй парвариш меёбанд, дода шудааст. Тамоюли зиёдшавии микдори хлорофилл аз баргдои кабати болой то баргдои кабати поёнй, ошкор карда шудааст. Мукаррар карда шудааст, ки дар натичаи кам будани рушной дар лиминарияи руизаминй баргдои поёнии нидолдои ситрусй нисбат ба баргдои кабати поёнй ва кабати болоии растанй микдори зиёди пигменти хлорофиллро доро мебошанд. Микдори зиёди хлорофилл им-

коният медидад, ки ондо дар шароити паст будани нури рушнои дам самаранок фаъолият намо-янд.

Калима^ои калиди: ни^ол^ои ситруси, лимон, апелсин, мандарин, мицдори хлорофилл, лимонарияи руизамини.

M.B.Dadoboyeva*, R.Sh.Khakimova*, B.N.Sattorov, M.K.Bohirova, S.M.Gulov, Kh.A.Abdullaev THE CONTENT OF PHOTOSYNTHETIC PIGMENTS IN CITRUS PLANTS, GROWING IN OVERLAND LIMON HOUSE CONDITIONS IN NORHT TAJIKISTAN

B.Gafurov KhudjandState University, Institute of Botany, Plant Physiology and Genetics Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan

In this paper the results of quantitative analysis of leaf pigment system components in citrus plants, growing under overland limonhouse conditions are presents.The tendency increase of chlorophyll contents from top leaves to lower leaves is revealed. It is astablished that under the small lighting conditions of owerland limonhouse the lower leaves of citrus plants have a higher contents of photosynthetic pigments than upper and middle leaves. The maximum of chlorophyll contents to give for him a possilility vorked in lower intensity of light.

Key words: citrus plants,limon, orange, mandarine, chlorophyll contents, overland limonhouse.