Abstract
The characteristics of photosynthetic pigments and efficient use of light energy are analyzed fon the example of chloroplast ultrastructure of the photosynthetic apparatus of floating and submerged fronds of annual heterosporous of water fern Salvinia natans (L.) All. in ontogenesis. It is established that at the stage of intensive growth chloroplasts floating fronds had a well-developed system of thylakoid membranes with many faces and contain a lot of starch grains. Submerged fronds shaped chloroplasts are smaller with little starch in the stroma. Destructive changes in chloroplast photosynthetic membranes of both frond types are observed at the stage of sporocarp formation. Particularly, decomposition of gran tylakoiod membranes, disturbances in inter-gran connections, reduction of starch grain number in stroma were revealed. In the chloroplast stroma of floating wai numerous plastoglobules were fouond. In chloroplasts submerged fronds fewer plastoglobules education were noted. In addition, a certain portion of population hloroplastoa in both types fronds retains intact structures.The photosynthetic pigment content of floating fronds was found to exceed that of submerged two times, and at some stages of ontogenesis – three times. At the stage of sporocarp formation, the chloroplast and carotinoid content in fronds of the both types decreased. Floating fronds are characterized by an effective action of the chloroplast photosynthetic electron transport chain, and are adapted to an intensive natural lighting on a water surface. Submerged fronds affected by lighting whose intensity fits with a maximum level of natural characteristics were found to be at stress. That was confirmed by a decrease in quantum efficiency ФСІІ (Φ PSII ) and increase in dissipation of excessive light energy as heat in rise of the level of nonphotochemical quenching of chloroplast fluorescence (NPQ).
Highlights
Холодний з’ясував, що фотосинтетичний апарат занурених вай S. natans у процесі онтогенезу папороті швидко деградує, після чого занурені ваї починають виконувати переважно всисну функцію, забезпечуючи мінеральне живлення та газообмін із водним середовищем [8]
Залежність ефективного квантового виходу (ΦPSII) від інтенсивності діючого світла у плаваючих і занурених ваях в онтогенезі: А – стадія інтенсивного росту спорофіта; Б – стадія стаціонарного росту спорофіта; В – стадія формування спорокарпіїв qP, умовні одиниці
Залежність фотохімічного гасіння від інтенсивності діючого світла у плаваючих і занурених ваях S. natans в он тогенезі: А – стадія інтенсивного росту спорофіта; Б – стадія стаціонарного росту спорофіта; В – стадія формування спорокарпіїв
Summary
Рослини S. natans збирали влітку у штучних водоймах Деснянського району м. Ділянки тканин розміром 3×1 мм, які вирізали зі середньої частини пластинки між краєм і центральною жилкою плаваючих вай, і відрізки довжиною 5 мм розсічених сегментів-доль видозмінених занурених вай, фіксували розчином 3%-ного глутарового альдегіду “Fluka AG” (Німеччина) і 1%-ного чотириокису осмію, зневоднювали у серії розчинів етилового спирту зростаючої концентрації та після обробки ацетоном переносили у суміш епоксидних смол епону й аралдиту “Fluka AG” (Німеччина) за методом [36]. Для кожного досліджуваного варіанта було отримано не менше ніж 50 мікрофотографій хлоропластів зі зрізів, приготованих із п’яти зразків. Для аналізу фотосинтетичних пігментів матеріал фіксували у рідкому азоті та зберігали при температурі -40 °С. Фотосинтетичні пігменти екстрагували 80%-ним ацетоном і визначали за методом [38]. Вимірювання екстинції розчинів проводили на спектрофотометрі Shimadzu UV-1800 (Японія). Достовірність різниці оцінювали за t-критерієм Стьюдента, використовуючи 5 % рівень значущості (Р≤0,05)
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
