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.