ИЗМЕНЕНИЕ СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ФОТОСИНТЕЗА РАСТЕНИЙ ТАБАКА (Nicotiana tabacum), ТРАНСФОРМИРОВАННЫХ АНТИСМЫСЛОВЫМ ГЕНОМ ГЛЮТАМАТ-1-СЕМИАЛЬДЕГИД АМИНОТРАНСФЕРАЗЫ

Маторин Д. Н., Перс И., Хоффманн П.
Кафедра биофизики биологического факультета МГУ им.М.В.Ломоносова, 119899 Москва; Кафедра физиологии растений, Институт биологии университета им.Гумбольда, Берлин, Германия
Возможность с помощью экспрессии антисмыслового гена точечно ингибировать биосинтез пигментов на определенных стадиях в настоящее время значительно расширяет методологическую базу в области исследования роли пигментов в структурно-функциональной организации фотосинтетического аппарата у зеленых растений и его адаптационных возможностей при изменении факторов среды. Экспрессия антисмыслового гена глютамат-1-семиальдегид аминотрансферазы в клетках растений табака приводит к уменьшению активности этого фермента и соответственно существенно ингибирует синтез хлорофилла на ранних этапах образования 5-аминолевулиновой кислоты из глютамат-1-семиальдегида. С использованием флуоресценции и термолюминесценции хлорофилла исследованы особенности реакций фотосинтеза у трансгенных растений табака, у которых ингибированы ранние стадии синтеза хлорофилла при экспрессии антисмыслового гена глютамат-1-семиальдегид аминотрансферазы. Показано, что при выращивании таких растений при слабом освещении (30 мкЕ/м2 с) значительное снижение содержания хлорофилла в листьях не сопровождается существенным изменением в структурно-функциональной организации хлоропластов и в соотношении пигментов, входящих в состав светособирающих комплексов. Активность фотосистемы 2, регистрируемая по параметрам флуоресценции, также мало отличается от контроля. В тоже время изменения оптических свойств листа у трансгенных растений, связанные с уменьшением содержания хлорофилла, приводят к повышению светочувствительности и соответственно изменяют экологические границы оптимального роста растений. При культивировании в условиях освещения, нормальных для контрольных растений (300 мкЕ/м2с), трансгенные растения испытывают световой стресс, приводящий к изменению фотохимического и нефотохимического тушения флуоресценции, увеличению количества каротиноидов виолаксантинового цикла и развитию процессов перекисного окисления липидов, вызывающих появление высокотемпературной термолюминесценции хлорофилла при 120 °С. Обсуждаются вопросы световой адаптации фотосинтетического аппарата зеленых растений.