Пигментный комплекс ассимиляционного аппарата интродуцентов в Вологодской области. С. 123–132

УДК

631.524.6:582.475.4

DOI:

https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-4-123-132

Аннотация

Фотосинтез является одним из самых чувствительных к изменению факторов среды процессов. Древесные растения, выращиваемые вне их природных ареалов, испытывают интродукционный стресс. Акклиматизация интродуцентов сопровождается для них структурными и физиолого-биохимическими изменениями, которые обеспечивают возможность прохождения фотосинтеза в нетипичных условиях. Главными фоторецепторами являются хлорофиллы и каротиноиды, а их количественный и качественный составы выступают как надежные диагностические признаки состояния интродуцентов в новой среде. Цель исследования заключается в установлении изменений в пигментном комплексе ассимиляционного аппарата хвойных деревьев североамериканской флоры при интродукции в бореальную зону Европейского Севера. Объектами исследования стали популяции интродуцентов Picea pungens Engelm., Pinus contorta Douglas ex Loudon. и Thuja occidentalis L., произрастающие в дендрологическом саду Вологодской государственной молочнохозяйственной академии. Территория дендрологического сада расположена в типичном умеренно континентальном климате, характеризующемся неустойчивым режимом погоды. Показано, что содержание и хлорофиллов, и каротиноидов находится в границах оптимальных значений. У интродуцентов отмечено снижение количества фотосинтетических пигментов по сравнению с местными видами. Сумма пигментов изменяется от 1,35 до 1,81 мг/г сырого веса. Отношение содержания фотосинтетических пигментов у интродуцированных растений стремится к условной физиологической норме. Наиболее близки к оптимальным показатели Picea pungens и Thuja occidentalis. У остальных изучаемых видов растений отклонение составляет не более 6 %, что способствует успешной адаптации к новым экологическим условиям. Для всех проанализированных пород соотношение хлорофиллов не превышает оптимальных значений, что свидетельствует о прохождении адаптации и минимальности интродукционного стресса. Полученные результаты подтверждают пластичность фотосинтетического аппарата североамериканской дендрофлоры и ее способность приспосабливаться к экологическим условиям бореальной зоны, что делает возможным дальнейшее культивирование вида в условиях Европейского Севера.

Сведения об авторах

А.А. Карбасников¹, канд. с.-х. наук, доц.; ResearcherID: JXM-3724-2024, ORCID: https://orcid.org/0009-0001-9739-3562
Е.Б. Карбасникова^1*, д-р с.-х. наук, доц.; ResearcherID: AAH-6250-2021,
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2850-9362
О.С. Залывская², д-р с.-х. наук, доц.; ResearcherID: AAY-4901-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7520-6295
¹Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина, г. Вологда, Россия; alex-karbon@yandex.ru, helen15@yandex.ru*
²Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, г. Архангельск, Россия; o.zalyvskaya@narfu.ru

Ключевые слова

фотосинтез, пигменты фотосинтеза, ассимиляция, адаптация, интродукционный стресс, фотосистема, Picea pungens Engelm., Pinus contorta Douglas ex Loudon., Thuja occidentalis L., Вологодская область

Для цитирования

Карбасников А.А., Карбасникова Е.Б., Залывская О.С. Пигментный комплекс ассимиляционного аппарата интродуцентов в Вологодской области // Изв. вузов. Лесн. журн. 2026. № 4. С. 123–132. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-4-123-132

Литература

1. Аганина Ю.Е., Тарханов С.Н. Изменчивость биохимических показателей и адаптация краснопыльниковой и желтопыльниковой форм сосны (Pinus sylvertris L.) в условиях избыточного увлажнения // Изв. СамНЦ РАН. 2016. Т. 18, № 2. С. 10–14. 

2. Бабина С.З., Сродных Т.Б., Нагитмов З.Я. Перспективность использования на Среднем Урале декоративных сортов ели колючей (Picea pungens Engelm.) // Леса России и хозяйство в них. 2023. № 2. С. 57–66. https://doi.org/10.51318/FRET.2023.75.12.007

3. Бабич Н.А., Андронова М.М. Сосна скрученная – перспективный интродуцент для озеленения малых северных городов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2014. № 6. С. 155–160. 

4. Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П., Котынова М.Ю. Сезонный характер содержания пигментов в хвое туи западной в условиях Нижегородской области // Тр. С.-Петерб. науч.-исследоват. ин-та лесн. хоз-ва. 2022. № 3. С. 38–58. https://doi.org/10.21178/2079-6080.2022.3.38

5. Дымова О.В., Головко Т.К. Фотосинтетические пигменты в растениях природной флоры таежной зоны европейского северо-востока России // Физиология растений. 2019. T. 66, № 3. С. 198–206. https://doi.org/10.1134/S0015330319030035

6. Корчагов С.А., Грибов С.Е., Хамитов Р.С. Опыт выращивания сосны скрученной (Pinus contorta) в Вологодской области // Лесн. вестн. 2020. T. 24, № 3. С. 60–65. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2020-3-60-65

7. Кулькова А.В., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Сезонные изменения пигментного состава хвои представителей рода ель в Нижегородской области // Изв. С.-Петерб. лесотехн. акад. 2021. Вып. 235. С. 22–39. https://doi.org/10.21266/2079-4304.2021.235.22-39

8. Маракаев О.А. Экологическая физиология растений: фотосинтез и свет: текст лекций. Ярославль: Ярославск. гос. ун-т, 2005. 95 с. 

9. Маслова Т.Г., Мамушина Н.С., Зубкова Е.К., Шерстнева О.А., Тютерева Е.В. Фотосинтез и пигменты пластид вечнозеленых растений-интродуцентов (хвойных и покрытосеменных) в годичном цикле в связи с проблемой зимостойкости // Ботаника: история, теория, практика: тр. Междунар. науч. конф. СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2014. С. 131–135. 

10. Мокроносов А.Т., Гавриленко В.Ф., Жигалова Т.В. Фотосинтез. Физиолого-экологические и биохимические аспекты. М.: Академия, 2006. 445 с. 

11. Пигменты пластид зеленых растений и методика их исследования / под ред. Н.В. Баженовой, Т.Г. Масловой, И.А. Поповой, О.Ф. Поповой, Д.И. Сапожникова, З.М. Эйдельман. М.; Л.: Наука, 1964. 123 с. 

12. Сарбаева Е.В. Биологические особенности туи западной (Thuja occidentalis L.) в условиях городской среды: автореф. дис. … канд. биол. наук. Н. Новгород, 2005. 22 с. 

13. Сауткина М.Ю. Анализ особенностей пигментного комплекса листьев ясеня обыкновенного лесостепной зоны // International Journal of Humanities and Natural Sciences. 2022. Т. 4-1(67). С. 22–24. https://doi.org/10.24412/2500-1000-2022-4-1-22-24

14. Титова М.С. Реакция пигментной системы сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. на загрязнение окружающей среды // Вестн. КрасГАУ. 2013. № 10. С. 122–126. 

15. Тишкина Е.А., Абрамова Л.П. Состояние фотосинтетических пигментов в интродукционных популяциях можжевельника обыкновенного (Juniperus communis L.) // Изв. ОГАУ. 2018. № 2(70). С. 83–87. 

16. Тютерева Е.В., Дмитриева В.А., Войцеховская О.В. Хлорофилл b как источник сигналов, регулирующих развитие и продуктивность растений // С.-х. биол. 2017. Т. 52, № 5. С. 843–855. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2017.5.843rus

17. Ягодин В.И., Холькина Ю.И. Основы химии и технологии переработки древесной зелени. Л.: Ленингр. ун-т, 1981. 224 с. 

18. Katahata S., Naramoto M., Kakubari Y., Mukai Y. Photosynthetic Acclimation to Dynamic Changes in Environmental Conditions Associated with Deciduous Overstory Phenology in Daphniphyllum humile, an evergreen Understory Shrub. Tree Physiology, 2005, vol. 25, iss. 4, pp. 437–445. https://doi.org/10.1093/treephys/25.4.437

19. Li Y., He N., Hou J., Xu L., Liu C., Zhang J., et al. Factors Influencing Leaf Chlorophyll Content in Natural Forests at the Biome Scale. Frontiers in Ecology and Evolution, 2018, vol. 6, art. 64. https://doi.org/10.3389/fevo.2018.00064

20. Lichtenthaler H.K., Wellburn A.R. Determination of Total Carotenoids and Chlorophylls a and b of Leaf Extracts in Different Solvents. Biochemical Society Transactions, 1983, vol. 11, iss. 5, pp. 591–592. https://doi.org/10.1042/bst0110591

21. Sautkina M.Yu. Comparative Assessment of the Quantitative Content of the Main Photosynthetic Pigments in the Leaves of the English Oak of the Field–Protective Forest Strips. Journal of Agriculture and Environment, 2022, vol. 1(21), pp. 1–4. https://doi.org/10.23649/jae.2022.1.21.18

22. Voitsekhovskaja O.V., Tyutereva E.V. Chlorophyll b in Angiosperms: Functions in Photosynthesis, Signaling and Ontogenetic Regulation. Journal of Plant Physiology, 2015, vol. 189, pp. 51–64. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2015.09.013

Ссылка на английскую версию:

The Pigment Complex of the Assimilation Apparatus of Introduced Species in the Vologda Region. P. 123–132