LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Біологічні науки → Адаптаційний синдром рослин в умовах посухи

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені Тараса шевченка




ТАРАН НАТАЛІЯ ЮРІЇВНА



удк 581.1.036+11.032:577.125



АДАПТАЦІЙНИЙ СИНДРОМ РОСЛИН в УМОВах ПОСУХИ



03.00.12 - фізіологія рослин



АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового

ступеня доктора біологічних наук






Київ – 2001

Дисертацією є рукопис


Робота виконана на кафедрі фізіології та екології рослин Київського національного університету імені Тараса Шевченка


Науковий консультант: доктор біологічних наук, професор,

член –кор. УААН

Мусієнко Микола Миколайович,

Київський національний університет

імені Тараса Шевченка,

завідувач кафедрою фізіології та екології рослин


Офіційні опоненти: доктор біологічних наук

Силаєва Алла Михайлівна,

Інститут садівництва УААН,

завідувач лабораторією фізіології рослин


доктор біологічних наук

Кравець Володимир Степанович,

Інститут фізіології рослин та генетики

НАН України, завідувач відділом стійкості рослин


доктор біологічних наук

Косаківська Ірина Василівна,

Інститут ботаніки ім. М.Г.Холодного

НАН України, старший науковий співробітник


Провідна організація: Національний аграрний університет

Кабінету Міністрів України


Захист відбудеться " 19 " лютого 2001 р. о 14 год.

на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.24 при Київському національному університеті імені Тараса Шевченка за адресою: вул. академіка Глушкова, 2, корп.12, біологічний факультет, ауд.215.


Поштова адреса: 01033, Київ, Володимирська, 64, Fax: 380 44 - 2520120


З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка


Автореферат розісланий "16 " січня 2001 року.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради О.В.Брайон

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Загальне забруднення навколишнього середовища, глобальне потепління та аридизація клімату зробили проблему адаптації та фізіології стресу однією з головних у сучасній біології. Стан живих організмів, який виникає під впливом таких несприятливих факторів – стресорів, найбільш повно можна пояснити з точки зору концепції загального адаптаційного синдрому.

Стрес, або загальний адаптаційний синдром, - це необхідна ланка неспецифічної реакції організму, складова та етап його адаптації до умов життя, компонент нормальної життєдіяльності, фактор збереження гомеостазу [Селье, 1982; Браун и др., 1987; Барабой, 1992; Lichtenthaler, 1996; Leshem et al,1999].

До механізмів формування загального адаптаційного синдрому рослин відносять неспецифічні реакції ліпідного та пігментного комплексів фотосинтетичних мембран, гасіння вільних оксидних радикалів антиоксидантними системами, осморегуляцію, продукування абсцизової кислоти, жасмонатів, шаперонів, білків теплового шоку та інші. І хоча розв'язанню складових цієї глобальної проблеми присвячена значна кількість досліджень [Александров, 1985; Силаєва, 1982; Мусиенко и др.,1985, 1997; Войников и др.,1989; Шматько и др., 1992; Кузнецов и др.,1997; Костюк и др.,1997; Кравець, 1997; Косаківська,1998; Levitt, 1980; Farmer et al., 1992; Smirnoff, 1993; Lichtenthaler,1996], більшість механізмів активування фізіологічних та біохімічних систем захисту при дії стресових факторів довкілля залишаються недостатньо вивченими. Так, зокрема, відсутні системні дослідження проблеми екзогенної індукції адаптивних реакцій рослин в умовах дії несприятливих факторів посухи – явища досить розповсюдженого й надзвичайно актуального для України. Вірогідність дії посухи та спеки на рослини під час вегетації варіює від 30% на півночі до 90% на півдні України. За останнє століття посухи в Україні почастішали, значно розширився їх ареал [Мусиенко и др., 1989; Бабич, 1995; Максимчук, 1998].

Важливе значення для аналізу взаємодії рослин з умовами середовища, а також для дослідження їх адаптації до факторів посухи має вивчення фізіологічних функцій – фотосинтезу, дихання, транспорту асимілятів та інших. Зрозуміло, що досліджені функції дають надзвичайно цінну інформацію про шляхи реалізації адаптивного потенціалу рослин у конкретних умовах існування. Однак в силу високої лабільності фізіологічні процеси важко інтерпретувати за умов багатофакторного впливу складових грунтово-кліматичної системи на рослину. Для розуміння принципів організації біологічних систем потрібен порівняльний підхід до проблеми адаптації, адже специфічність пристосувальних процесів не є абсолютною і будь-який вплив несприятливих умов довкілля викликає комплекс відповідних захисних реакцій, частина котрих має загальнопристосувальний характер, а частина — специфічний. [Урманцев, 1986; Удовенко, 1979, 1987; Климов и др., 1990; Веселовский и др., 1993; Жученко, 1993; Костюк и др.,1997; Косаківська,1998; Мусієнко та ін., 1997].

Адаптаційні властивості рослин багато дослідників пов'язують з особливостями складу та метаболізму ліпід-пігментних компонентів фотосинтетичних мембран [Хочачка и др.,1977, 1985; Cилаева, 1978; Крепс, 1981; Новицкая и др.,1982; Родионов, 1983; Мусиенко и др.,1985; Мануильская, 1987; Оканенко и др., 1992; Кравец, 1997; Kuiper,1970, 1980,1985; Berry et al., 1980; Levitt, 1980; Liljenberg, 1992; Harwood, 1994]. Якщо адаптація до стресу на цьому рівні можлива, то не завжди зрозуміло, чи є біохімічні зміни ліпідів частиною загальної адаптивної реакції організму, чи лише короткочасною відповіддю на дію стресора. Дані, наведені в літературі з цього питання, дуже суперечливі і стосуються здебільшого дії низькотемпературного стресору. Тому вкрай необхідним було з'ясувати стратегію пристосувальних реакцій ліпід-пігментних компонентів фотосинтетичних тканин при формуванні адаптаційного синдрому рослин під впливом стресових факторів посухи та інших екзогенних індукторів для управління продукційним процесом і уникнення екологічних криз у агроценозах та природних екосистемах.

Мета та задачі дослідження. Головною метою наших досліджень було з'ясування мультиваріантності захисних реакцій адаптаційного синдрому рослин та механізмів їх екзогенної індукції в умовах дії факторів посухи;

- встановлення структурно-функціональних маркерів їх регуляторних систем;

- визначення участі ліпід-пігментних компонентів фотосинтезуючих органів рослин в ініціації та проведенні викликаного посухою та високою температурою стрес-сигналу.

Для досягнення поставленої мети треба було вирішити такі