Светоимпульсная стимуляция растений. - Шахов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Второе 30-минутное светоимпульсное облучение, с последующим пребыванием еще 3 час. 30 мин. под люминесцентным освещением, вызывает распад проламеллярного тела и образование концентрических кругов (рис. 3, в, г) . Митохондрия заполнены кристами, однако пространство между мембранами крист расширяется. Матрикс электронноплотный.
Третье облучение, в сумме это 34 часа освещения белым светом и ИКСС. приводит к образованию хлоропластов граналь-ного типа (рис. 3, д), тогда как при непрерывном люминесцентном освещении (без облучения ИКСС) они формируются через
70-100 часов (Шахов, Балаур, 1969а).
Таким образом, непрерывное или импульсное облучение КСС семян или светоимпульсное облучение этиолированных проростков кукурузы заметно ускоряет формирование мембранной системы хлорапластов и митохондрий. Процесс этот еще более ускоряется ,если вслед за светоимпульсным облучением проростки освещаются белым люминесцентным светом. Отсюда следует, что хлоропластогенез может быть ускорен как нефотосинте-тическим использованием световой энергии (облучением семян) так и фотосинтетическим (облучением этиолированных проростков). При светоимпульсном облучении этиолированных проростков имеет место также и нефотосинтетическое использование солнечной энергии. Одним из доказательств э этого использования солнечной энергии в процессе мембраногенеза является стимуляция ИК-фотонами мембранной системы при превращении пропластид в хлоропласты (Балаур, Шахов, 1969 ).
Мы полагаем, что нефотосинтетическое использование энергии световых квантов не исчерпывается участием фитохрома и здесь следует ож идать открытия новых механизмов, которые будут связаны с действием энергии лучей, не поглощаемых фитохромом. По-видимому, в световых нефотосинтетических процессах в семенах или спорах участвует несколько фоторецепторов.
регулирующих прорастание. Кроме фитохрома, вероятно, имеется в спорах пигмент, поглощающий синие лучи ( Sugai, Furuya, 1967;
Yaniv, Mancinelli, 1969).
Важной задачей является изучение спектра действия нефо-тосинтетической светоимпульсной стимуляции, в том числе и световой нефотосинтетической стимуляции хлоропластогенеза. В первой статье этого сборника подчеркнуто, что вопрос о возможности запасания световой энергии нефотосинтетическими органами представляется одним из принципиальных вопросов всей проблемы светоимпульсной стимуляции растений- Можно ожидать частичного решения вопроса при исследовании светоимпульсного изменения мембранной системы органоидов в пыльцевом зерне.
На основании изложенного следует ожидать, что у светоимпульсных мутантов томатов, отличающихся от исходного сорта более ускоренным развитием (см.статью Шахова, Немцова, Байды в наст, сб.), будет и более раннее формирование мембранной системы энергетических органоидов.
Действительно, опыты показывают ускорение формирования мембранной системы хлоропластов у фотоимпульсных мутантов томата, У контрольных 7исходный сорт Советский 879 ) и мутантных растений не обнаружено большой разницы в появлении и развитии всходов до момента фиксации (через 19 дней с начала высевания). Однако при сравнении структуры хлоропластов мутантных растений с контрольными выявлены заметные разлив чия в их мембранной системе/ Менее значительны различия в структуре митохондрий.
Мембранная система хлоропластов молодых контрольных растений представлена отдельными тилакоидами, местами пачками тилакоидов (рис. 4, а, б)# Однако такие пачки, по-видимому, не образуют еще гранальный хлоропласт, так как слабо развиты межг ранные мембраны или же их нет* Хлор о пласты богаты крахмалом и в них мало или совсем отсутствуют липосомы. Электронно-плотный матрикс заполняет весь объем хлоропластов. На поперечных срезах они имеют округлую форму, на продольных -овальноудлиненную. Из-за сильно развитой вакуолярной системы хлоропласты и митохондрии как бы прижаты к клеточной мембране и отделены от вакуоли твнопластом. Митоходдрии располагаются в основном возле хлоропластов и имеют электроннопрозрачный матрикс (рис. 4, в). Кристы в виде пузырьков и трубочек (последние иногда простираются почти через весь объем митохондрии) распространены по всему объему. Митохондрии разной величины и формы, но в основном округлые.
У месячных контрольных растений матрикс хлоропластов настолько уплотнен, что затрудняет изучение его структуры. Такие хлоропласты имеют крупные липосомы, крахмал и хорошо разви-
тые граны (рис. 4, г ). Митохондрии различной формы и структуры: такие, как на рис. 4, в, а также с расширенными кристами, с уплотненным матриксом и др*
Хлоропласты в листьях мутантной формы № 1 сильно удлиняются, Об этом легко судить по увеличению микроскопа. В контроле (рис, 4, а, б) при увеличении 16 000 виден целый хлоропласт, тогда как в форме № 1 при увеличении 10 500 видна часть хлоропластов (рис. 5, а, б). В них почти не уменьшается количество крахмала, но являются липосомы. Число пачек тилакоидов-гран увеличивается. Тилакоиды в гранах удлиняются по продольной оси и хорошо дифференцированы; появляются межгранные мембраны, хотя в электронноплотном матриксе есть и отдельные тилакоиды. Мембранная система таких хлоропластов ближе к гранальной. В митохондриях не отмечается больших различий с контролем (рис. 5, в).
