МЕДЛЕННАЯ ИНДУКЦИЯ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ В ЛИСТЬЯХ ОГУРЦА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВРЕМЕНИ ВЕГЕТАЦИИ И СПЕКТРАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ

Заворуева Е. Н., Заворуев В. В.
Институт биофизики СО РАН, 660036 Красноярск, Академгородок
Измерение медленной индукции флуоресценции (МИФ) в листьях растений проводили на двух длинах волн: 682 и 734 нм. Интенсивность возбуждающего света составляла 180 Вт/м2 ФАР, а спектральная полоса 380 - 540 нм. Объектом исследования служили листья огурца (Cucumis sativum L.) сорта "Московский тепличный". В листьях огурца МИФ наблюдалась на обеих длинах волн. Отношение интенсивности флуоресценции на 734 нм (F734) к интенсивности на 682 нм (F682) изменялось в течение индукции.

В листьях верхнего яруса наблюдалось уменьшение стационарного уровня флуоресценции на 734 нм после добавления метилвиологена (MB), а в максимуме свечения на 682 нм этот параметр не изменялся. Вероятной причиной уменьшения свечения на 734 нм может быть лимитирование акцептором электронов в ФС 1 и разное количество реакционных центров в фотосистемах. Известно, что синтез РЦ ФС 1 идет быстрее, чем РЦ ФС 2. Нециклический поток электронов, вероятно, ограничен скоростью переноса во второй фотосистеме, в то время как первая фотосистема загружена не полностью. В присутствии MB происходит захват электронов после ФС 1, что вызывает снижение флуоресценции на 734 нм и не изменяет свечение на 682 нм. Такое объяснение подразумевает, что в формировании флуоресцентного сигнала на 734 нм принимает участие хлорофилл, связанный с ФС 1. Можно предположить, что форма спектра флуоресценции при комнатной температуре определяется количеством люминесцирующих молекул хлорофилла а в ССК и ФС 1. Вклад хлорофилла первой фотосистемы становится заметным в случае проявления эффекта спилловера. В том случае, когда для возбуждения флуоресценции используется свет относительно низкой интенсивности, длинноволновое свечение в красной области выражено слабо. Высокая интенсивность возбуждающего света вызывает насыщение ФС 2, в результате чего часть энергии поступает на ФС 1. Поскольку возбуждение не может передаваться от этой фотосистемы на ССК, то флуоресценция при 735 нм может быть обусловлена только хлорофиллом, который связан с ФС 1. Таким образом, основной вклад в интенсивность флуоресценции листьев растений вносит ССК, а при определенных условиях возрастает доля длинноволновой люминесценции, обусловленная ФС 1. С этой точки зрения становится понятным, почему при возбуждении флуоресценции узкой полосой света в области поглощения хлорофилла а наблюдается низкая величина отношения F735/F682, а при широкополосном (380 - 540 нм) инициировании люминесценции - существенно выше. В естественных условиях выращивания растений огурца, параметр F735/F682 имел корреляцию с концентрацией пигментов и отношением Хл а/Хл в. Однако при культивировании растений на красном и синем свету и эти корреляции не проявлялись. Отношение F735/F682 определяется, вероятно, размером и соотношением РЦ обеих фотосистем, а также интенсивностью и спектральным составом возбуждающего света.