1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Экология
  4. № 6, 2023

Экология, 2023, № 6, стр. 435-445

Фотосинтетический аппарат мха гилокомиума блестящего устойчив к низким экстремальным температурам

А. В. Часов a, *, Ф. В. Минибаева a

a Казанский институт биохимии и биофизики – обособленное структурное подразделение Федерального исследовательского центра “Казанский научный центр РАН”
420111 Казань, а/я 261, Россия

* E-mail: chasov@kibb.knc.ru

Поступила в редакцию 13.03.2023
После доработки 08.06.2023
Принята к публикации 14.06.2023

Аннотация

Показано влияние положительных и отрицательных температур, а также обезвоживания/регидратации на максимальную фотохимическую эффективность, скорость переноса электронов в фотосистеме II и нефотохимическое тушение мха Hylocomium splendens, широко распространенного в бореальных лесах Северного полушария. Обнаружено, что данный мох устойчив к воздействию низких отрицательных (–20 и –80°C) температур и значительным потерям воды. Напротив, в гидратированном состоянии он неустойчив к длительному воздействию положительной температуры (40°C). Высокая устойчивость к низким температурам и обезвоживанию позволили H. splendens успешно адаптироваться к произрастанию в северных широтах и занять обширный ареал.

Ключевые слова: Hylocomium splendens, фотосинтез, температурный стресс, обезвоживание, регидратация

Список литературы

  1. Gerdol R., Bragazza L., Marchesini R. Element concentrations in the forest moss Hylocomium splendens: variation associated with altitude, net primary production and soil chemistry // Environ. Pollut. 2002. V. 116. № 1. P. 129–135.https://doi.org/10.1016/S0269-7491(01)00198-1

  2. Cowden P., Aherne J. Interspecies comparison of three moss species (Hylocomium splendens, Pleurozium schreberi, and Isothecium stoloniferum) as biomonitors of trace element deposition // Environ. Monit. Assess. 2019. V. 191: 220.https://doi.org/10.1007/s10661-019-7354-y

  3. Гольцев В.Н., Каладжи М.Х., Кузманова М.А., Аллахвердиев С.И. Переменная и замедленная флуоресценция хлорофилла a – теоретические основы и практическое приложение в исследовании растений. М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2014. 220 с.

  4. Arróniz-Crespo M., Gwynn-Jones D., Callaghan T.V. et al. Impacts of long-term enhanced UV-B radiation on bryophytes in two sub-Arctic heathland sites of contrasting water availability // Ann. Bot. 2011. V. 108. № 3. P. 557–565.https://doi.org/10.1093/aob/mcr178

  5. Glime J.M. Bryophyte Ecology. V. 1: Physiological Ecology. 2017. https://digitalcommons.mtu.edu/bryophyte-ecology1/ (Electronic resource).

  6. Takezawa D. Mechanisms underlying freezing and desiccation tolerance in bryophytes // Survival Strategies in Extreme Cold and Desiccation. Advances in Experimental Medicine and Biology. Eds. Iwaya-Inoue M. Singapore: Springer, 2018. V. 1081. P. 167–187.https://doi.org/10.1007/978-981-13-1244-1_10

  7. Zhuo L., Liang Y.Q., Yang H.L. et al. Thermal tolerance of dried shoots of the moss Bryum argenteum // J. Therm. Biol. 2020. V. 89: 102469.https://doi.org/10.1016/j.jtherbio.2019.102469

  8. Barrs H.D., Weatherley P.E. A re-examination of the relative turgidity technique for estimating water deficits in leaves // Aust. J. Biol. Sci. 1962. V. 15. P. 413–428.

  9. Roads E., Longton R.E., Convey P. Millennial timescale regeneration in a moss from Antarctica // Current Biol. 2014. V. 24. № 6. P. R222–R223.https://doi.org/10.1016/j.cub.2014.01.053

  10. Hearnshaw G.F., Proctor M.C.F. The effect of temperature on the survival of dry bryophytes // New Phytol. 1982. V. 90. P. 221–228.https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.1982.tb03254.x

  11. Long S.P., Humphries S., Falkowski P.G. Photoinhibition of photosynthesis in nature // Annu. Rev. Plant Physiol. 1994. V. 45. P. 633–662.https://doi.org/10.1146/annurev.pp.45.060194.003221

  12. Alboresi A., Gerotto C., Giacometti G.M. et al. Physcomitrella patens mutants affected on heat dissipation clarify the evolution of photoprotection mechanisms upon land colonization // PNAS. 2010. V. 107. № 24. P. 11 128–11 133.https://doi.org/10.1073/pnas.1002873107

  13. Бардунов Л.В. Древнейшие на суше. М.: Наука, 1984. 160 с.

  14. Xia H., Chen K., Liu L. et al. Photosynthetic regulation in fluctuating light under combined stresses of high temperature and dehydration in three contrasting mosses // Plant Sci. 2022. V. 323: 111379.https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2022.111379

  15. Björkman O., Demmig B. Photon yield of O2 evolution and chlorophyll fluorescence characteristics at 77 K among vascular plants of diverse origins // Planta. 1987. V. 170. P. 489–504.https://doi.org/10.1007/BF00402983

  16. Haldimann P., Feller U. Inhibition of photosynthesis by high temperature in oak (Quercus pubescens L.) leaves grown under natural conditions closely correlates with a reversible heat-dependent reduction of the activation state of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase // Plant Cell Environ. 2004. V. 27. P. 1169–1183.https://doi.org/10.1111/j.1365-3040.2004.01222.x

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Экология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал