Светоимпульсная стимуляция растений. - Шахов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
В связи с нативным и индуцированным парамагнетизмом представляют интерес темновые и световые сигналы ЭПР в фотосинтезирующих системах. Считается, что за темновой сигнал в высших растениях ответствен пластохинон (Чумаков и др.,
1969).
Установлено, что в темноте или при слабом освещении часть фотосинтетических единиц фотосистемы II становится неактивной и утрачивает способность к флуоресценции ( В a n n ister, Hiсe?
1968 ). Под действие света фотосинтетические
единицы фотосистемы Ц становятся активными, и их способность к флуоресценции восстанавливается. С увеличением энергетического притока облучаемого света, в возрастанием его интенсивности скорость восстановления к флуоресценции увеличивается. Надо полагать, что ИКСС, обладая высокой возбуждающей способностью, при облучении зеленых листьев растений приводит к повышению до определенного уровня интенсивности флуоресценции хлорофилла и скорости выделения кислорода.
Интенсивное облучение листьев растений высокоэнергетическим потоком лучистой энергии может проявлять ^реставрационные' свойства в биосинтезе хлорофилла. В литературе ( Sironval, 1968 ) имеются данные о том, что под действием интенсивного освещения видимым светом наблюдается усиленное восстановление биосинтеза хлорофилла в этиолированных листьях фасоли, которые предварительно были облучены гамма-лучами, что содействовало торможению биосинтеза хлорофилла. Под действием периодического освещения (2-54 часа) гипокотилей гречихи видимым светом различной интенсивности (13 400,
28 100 и 56 100 эрг/см^ сек ). возрастает интенсивность образования антоцианов прямо пропорционально интенсивности и v
количеству освещения (Hallopy Margna, 1968),
Авторы предполагают, что действие света на биосинтез анто— цианов осуществляется при помощи двух реакций : активирования светочувствительного звена в биосинтезе и реализации энергетического эффекта света.
Кроме вышеперечисленных фотохимических эффектов действия лучистой энергии на растения уже накоплен экспериментальный материал о том, что под влиянием света усиливается транспорт и поступление в растение анионов и катионов (Шахов, 1970). Показано, что под влиянием импульсного интенсивного освещения суспензии хлоропластов шпината усиливается поступление и передвижение в них анионов ( Deamer, Packer, 1-969),
Роль света в усилении и торможении поступления в изолированные листья растений хлоридов и сульфатов отмечена в недавних исследованиях ( PenthT Weigef 1969). Однако до сих пор не существует какой-либо теории или рабочей гипотезы о механизмах фотоиндуцированного поступления и передвижения веществ зеленых растений. Не исключено, что скорость поступления и передвижения анионов и катионов в клетках растений является вторичным эффектом, вызванным светом в биохимической и физиологической активности органоидов растений и процессов, протекающих в них. Чтобы окончательно ответить на
такой вопрос, необходимо изучить всю цепь событий, происходящих в клетках и тканях под действием света, начиная с актов его поглощения.
Первичные биофизические и биохимические процессы, происходящие в растении под влиянием высокоэнергетического излучения, безусловно, принимают участие в изменении ненетиче-ских свойств растений. Генетические изменения в облучаемом растении могут быть вызваны, скорее всего, косвенным действием ИКСС на генетическую структуру клеток. Маловероятно, чтобы квант света ИКСС любого спектрального диапазона в видимой области мог прямым попаданием в структуру молекулы ДНК нарушить в ней запрограммированный код наследственных свойств. Для такого нарушения нужна большая энергия кванта, чем та, которой обладает квант видимого света. Кроме того, вероятность попадания кванта света на молекулу ДНК в растительной клетке крайне мала из-за низкой плотности ионизации потока лучистой энергии. Более вероятным механизмом генетического изменения в клетках под действием ИКСС и других высокоэнергетических, но низкоплотных излучений является косвенное действие. Мы знаем, что под действием излучений в молекулах веществ клеток образуются высокоактивные свободные радикалы, которые, вызывая неспецифические реакции, могут изменять ферментативные процессы, их скорость и направленность и тем самым влиять на структуры генеративных молекул. С другой стороны, СР могут приводить к образованию не специфических метаболитов в клетке, которые взаимодействуют с молекулами ДНК и РНК как своеобразные химические мутагены.Такие взаимодействия приводят к генетическим изменениям в молекулах ДНК.
В литературе имеются данные о том, что под действием света могут индуцироваться присоединения ряда аминокислот к урацилу ( Smith* 1969). Так как в растительных клетках всегда имеется много свободных аминокислот, то индуцированное действием лучистой энергии присоединение аминокислот к нуклеотидам и нуклеозидам вполне правомочно. Такое присоединение может усиливаться и ферментативными процессами. Активность ряда ферментов регулируется уровнем метаболитов клетки, а уровень метаболической активности в свою очередь зависит от влияния световой энергии. Поэтому индуцированные под влиянием света сдвиги в уровне метаболизма клетки приводят и к изменению активности ферментов. Если при этом изменении активности ферментов образуются вещества, способные вступать в реакции с уникальными генетическими молекулами ДНК, то изменения в обмене, вызванные высокоэнергетическим излучением, приведут к нарушениям процессов управления в клетке как в онтогенетическом развитии, так и в генетическом аспекте (Кузин, 1968).
