Ультраструктурні особливості та стан фотосинтетичного апарату листків Galanthus nivalis (Amaryllidaceae) на весняних етапах онтогенезу

Abstract

Наведено морфометричні дані щодо площі листків, клітин мезофілу, хлоропластів, гран і тилакоїдів ранньовесняного ефемероїда підсніжника білосніжного (Galanthus nivalis). Ультраструктурні особливості клітин і хлоропластів листків G. nivalis були проаналізовані протягом проростання, вегетативного та генеративного етапів розвитку. Хлоропласти мають деякі ознаки, характерні для світлолюбних видів (невелика кількість тилакоїдів у гранах, розвинена система тилакоїдів строми). Ці ознаки більшою мірою проявлялися на етапі проростання. Протягом вегетативного етапу в хлоропластах кількість і площі гран та тилакоїдів у гранах збільшувались. На відміну від хлоропластів більшості світлолюбних видів у хлоропластах G. nivalis були відсутні зерна крохмалю. Фотохімічну активність листків визначали за методом сповільненої флуоресценції хлорофілу. Показано, що для G. nivalis характерна висока активність фотосинтетичного електронного транспорту за низьких рівнів нефотохімічного гасіння флуоресценції, що свідчить про пристосованість фотосинтетичного апарату листків до ранньовесняного розвитку при повному сонячному освітленні й низьких плюсових температурах.

Приведены морфометрические данные о размерах листьев, клеток мезофилла, хлоропластов, гран и тилакоидов ранневесеннего эфемероида подснежника белоснежного (Galanthus nivalis). Ультраструктурные особенности клеток и хлоропластов листьев G. nivalis были проанализированы на протяжении прорастания, вегетативного и генеративного этапов развития. Хлоропласты имеют некоторые признаки, характерные для светолюбивых видов (небольшое количество тилакоидов в гранах, развитая система тилакоидов стромы). Эти признаки в основном проявлялись на этапе прорастания. На протяжении вегетативного периода в хлоропластах количество и площади гран и тилакоидов в гранах увеличивались. В отличие от хлоропластов светолюбивых видов, в хлоропластах G. nivalis отсутствовали зерна крахмала. Фотохимическую активность листьев определяли методом замедленной флуоресценции хлорофилла. Показано, что для G. nivalis характерна высокая активность фотосинтетического электронного транспорта при низких уровнях нефотохимического тушения флуоресценции, что свидетельствует о приспособленности фотосинтетического аппарата листьев к ранневесеннему развитию при полном солнечном освещении и низких плюсовых температурах.

The morphometric data on areas of leaves, mesophyll cells, chloroplasts, granae and thylakoids of the early ephemeroid snowdrop (Galanthus nivalis) are given. The ultrastructural features of cells and chloroplasts have been analysed in G. nivalis leaves during germination and in vegetative and generative stages of development. The observed characteristics of the chloroplasts (small number of thylakoids in grana, developed system of stromal thylakoids) are typical for sun species. These features are more pronounced at the germination stage. During the vegetative period in chloroplasts, the amount and areas of the grana and thylakoids in grana increased. The starch grains were absent in the G. nivalis chloroplasts, unlike in the chloroplasts of sun species. Photochemical activity of the leaves was determined by the method of the delayed fluorescence of chlorophyll. It has been shown that, like other spring ephemeroids, G. nivalis is characterized by high activity of photosynthetic electron transport at low level of non-photochemical quenching of fluorescence, which indicates the adaptation of the photosynthetic apparatus of leaves to development under full sunlight and low above-zero temperatures in early spring.