ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
1.1 Роль фотосинтеза хвойных 5
1.2 Физиологические особенности лиственницы сибирской 6
1.3 Фенология фотосинтетического аппарата лиственницы 15
1.4 Структура фотосинтетического аппарата и флуоресценция
хлорофилла 16
1.5 Клональное микроразмножение в культуре in vitro 20
Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ 21
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 24
3.1 Нарушение сезонной фенологии лиственницы сибирской в 2016 24
Заключение 25
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 26
Лиственница сибирская (Larix sibirica L.) является одним из основных лесообразующих видов. Занимает большую площадь, являясь самым распространенным видом из рода Larix,в целом этот род составляет около 40 % от всех лесов в России. Так же этот вид активно используется в лесоводстве, так как обладает очень ценной древесиной, которая обладает прочностью и устойчивостью к гниению. Применяется этот вид и в озеленении городов. Не плохо переносит антропогенные нагрузки.
Продуктивность этого вида, как и всех растений в нормальных условиях зависит от эффективности фотосинтетического аппарата. Род лиственница является листопадным видом. Что отличает их от других хвойных, которые являются вечнозелеными.
В последнее время актуальной темой становится изменение климата. Фотосинтез как сам оказывает значительное влияние на климат, так и является хорошим индикатором его изменения. Тем более аномальные погодные явления приходились на исследуемый период.
Так же в связи с тем, что лиственница сибирская в последние годы страдает от антропогенной нагрузки, частых неурожаев, атаки патогенных организмов, в последнее время разрабатываются программы по лесовозобновлению с использованием клонального микроразмножения в культуре in vitro.Которые позволяют быстро размножать растения с полезными свойствами, которые могут теряться при обычном скрещивании. Для лиственницы как древесного растения это особенно актуально, учитывая, что данный вид не размножается вегетативно.
Цель работы: изучить сезонную динамику фотосинтетического аппарата лиственницы сибирской.
Задачи:
1. Изучить динамику фотосинтетического аппарата лиственницы сибирской в условиях антропогенной нагрузки, в естественных условиях, и у деревьев, полученных путем микроклонального размножения.
2. Проанализировать причины нарушения листопада у лиственницы сибирской в 2016 году на основе погодных условий, фенологических данных и физиологических исследований.
Исследование проведены в лаборатории физиологии и биохимии растений кафедры водных и наземных экосистем под руководством доктора биологических наук Н. А Гаевского и на экспериментальной станции «Погорельский бор» Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН под руководством доктора биологических наук И. Н. Третьяковой
В результате проведенных экспериментов можно сделать следующие выводы:
1. Основным фактором, оказывающим влияние на динамику фотосинтетического аппарата, является температура. Фотосинтетический аппарат лиственницы, как и других листопадных деревьев, оказался уязвим к резким падениям температуры.
2. Значительные изменения в динамике фотосинтетического аппарата способны вызвать средние температуры в период вегетации. Средние температуры вызвали фенологический сдвиг, из-за которого лиственница сибирская не успела подготовиться к наступлению холодов.
3. Клоновые деревья лиственницы несмотря на генетическое сходство, имеют различия в росте и пигментном составе на разных периодах вегетации. Различия в содержании пигментов присутствует на всех периодах вегетации: во время роста хвои весной, пиковых значения содержания хлорофилла летом, при осеннем старении.
1. Архив погоды в опытном поле [Электронный ресурс] // гр5.гирасписание погоды: [сайт]. URL:
https://rp5.ru/%D0%90%D1%80%D1%85%D0%B8%D0%B2_%D0%BF%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D1%8B_%D0%B2_%D0%9E%D0%BF%D 1 %8B%D 1 %82%D0%BD%D0%BE%D0%BC_%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%B5
2. Барнаульские ботаники рассказали, почему листья на деревьях до сих пор зеленые и не опали [Электронный ресурс] // Алтайпресс - новости Барнаула и Алтайского края: [сайт]. URL: http://altapress.ru/story/bamaulskie-botaniki-rasskazali-pochemu-listya-do-sih-por-zelenie-i-ne-opali-189438
3. Орт Д., Говинджи, Уитмарш Дж. и др. Фотосинтез. Т. 1. Пер. с англ. — М.: Мир, 1987. — 728 с.
4. Гольцев В. Н., Каладжи М. X., Кузманова М. А., Аллахвердиев С. И. Переменная и замедленная флуоресценция хлорофилла а теоретические основы и практическое приложение в исследовании растений. М. Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2014 220 с.
5. Гольцев В. Н. и др. Использование переменной флуоресценции хлорофилла для оценки физиологического состояния фотосинтетического аппарата растений // Физиология растений. - 2016. - № 5. - с. 881-907.
6. Дылис Н. В. Лиственница М.: Лесная промышленность, 1981. — 96 с.
7. Загирова С. В. Структура, содержание пигментов и фотосинтез хвои лиственницы сибирской на северном и приполярном Урале // Лесоведение . - 2014.- № 3. - С. 3-10
8. Ковригина Л. Н., Петуникина Л. О. Хвойные породы в городской среде // Вестник ИРГХСА. - 2011. - № 44. - с. 73-80
9. Летопись природы, книга 74, 2016.
10. Максимов Т. X., Максимов А. П., Кононов А. В., Сугимото
A. , Долман А. Й., Муре Э. Й., М. К. ванн дер Молен., Иванов Б. И. Эколого-физиологические особенности фотосинтеза лиственницы Каяндера в криолитозоне // Лесоведение. - 2005.- № 6. - с. 3-10
11. Оскорбина М. В., Суворова Г. Г., Копытова Л. Д., Осколков
B. А., Янькова Л. С. Влияние климатических условий на динамику зеленых пигментов и фотосинтетическую продуктивность хвойных // Вестник КрасГАУ.- 2010. - № 4. - с. 25-30
12. Основные погодно-климатические особенности на северном полушарии земли в октябре 2016 года [Электронный ресурс] // Гидрометцентр России [сайт]. URL:
https://meteomfo.ru/?option=com_content&view=article&id=13463
13. Пак М. Э., Иваницкая А. С., Двойнина Л. М., Третьякова И. Н. Эмбриогенный потенциал длительно пролиферирующих клеточных линий Larix sibirica in vitro // Сибирский лесной журнал. 2016. № 1. С. 27-38.
14. Пахарькова Н. В., Гетте И. Г., Андреева Е. Б., Сорокина Г. А. Особенности перехода в состояние зимнего покоя голосеменных и покрытосеменных древесных растений // Вестник КрасГАУ. - 2013. - № 6. - с. 121-126.
15. Пахарькова Н. В., Михальчук Я. П., Андреева Е. Б. Влияние температурного фактора на зимний покой хвойных на территории заповедника «Столбы» // Вестник КрасГАУ. - 2016. - № 6. - с. 9-13
16. Пивкина Г. Ю., Сокольская О. Б. Перспективы представителей рода Larix в озеленении населённых пунктов // Вестник ландшафтной архитектуры. - 2014. - № 4 .- с. 106-109
17. Российский гидрометеорологический энциклопедический словарь / Под ред. А. И. Бердицкого. - СПб.; Москва: Летний сад,2009. - Т 1. - 336 с.
18. Смашевский Д. С. Экология фотосинтеза // Астраханский вестник экологического образования. - 2014. - №2. - с. 165-180.
19. Тетерин А. А. Явление аномальных погодных явлений на рост и развитие лиственницы сибирской // Аграрный вестник Урала. - 2012. - № 11.
20. Туманов И. И., Красавцев О. А., Закаливание северных древесных растений отрицательными температурами // Физиология растений. - 1959. с. 654-667.
21. Цельникер Ю. Л., Корзухин, М. Д., Суворова Г. Г., Янькова Л. С., Копытова Л. Д., Филиппова А. К. Анализ влияния факторов среды на фотосинтез хвойных Предбайкалья // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. - 2007. - № 21. - 265-292.
22. Alekseev A. A., Matorin D. N., Osipov V. A., Venediktov P. S. Investigation of the Photosynthetic Activity of Bark Phelloderm of Arboreus Plants Using Fluorescent Method // Moscow University Biological Sciences Bulletin - 2007. № 4 .- P. 28-33.
23. Demko V., Pavlovic. A., Valkova D., Skovakova L., Grimm B., Hudak J. A novel insight into regulation of light-independent chlorophyll biosynthesis in Larix deciduas and Picea adies seedlings // Planta. - 2009. - P. 165-176
24. Galvagno M. et all Seasonal course of photosynthetic efficiency in Larix deciduas Mill. in response to temperature and change in pigment composition during senescence // Biometeorol. - 2013. P. 871-880.
25. Lichtenthaler, H. K. Chlorophylls and Carotenoids, the Pigments of Photosynthetic Biomembranes // Methods Enzymology / eds. R. Douce, L. Packer. - N. Y. :Academic, 1987. - P. 350-382.
26. Nakai Y., Matsuura Y., Kajimoto T., Abaimov A. P., Yamamoto S., Zyryanova O. A. Eddy covariance CO2 flux above a Gmelin larch forest on continuous permafrost in Central Siberia during a growing season // Theoretical and Applied Ckimatology. - 2008. - P. 133-147.
27. Maksimova N. Slovakova L. Accumulation pigments in Larix deciduas Mill. And Picea abies (L.) Karst. Cotyledons treated with 5- aminolevulinic and under different irradiation // Photosynthetica. - 2014. - № 4. - P. 203-210
28. Mudrik V. A., Vil'chek G. E. Ecophysiological Responses of Larix sibirica Ledeb. And Pinus sibirica Du Tour Undergrown to Climate Change // Russian Journal of Ecology. - 2001. - № 4. - P. 267-273
29. Oquist G. Effects of low temperature on photosynthesis // Plant, Cell and Environment. - 1983. p. 281-300
30. Selma I. Rosenthall and Edith L. Camm Photosynthetic decline and pigment loss during autumn foliar senescence in western larch (Larixoccidentalis) // Three physiology 1997, 17, P. 767- 775.
31. Voronin P. Yu., Fedoseeva G. P. Stomatal Control of Photosynthesis in Detached Leaves of Woody and Herbaceous Plants // Russian Journal of Physiology. - 2012. - №2. - P. 309-315.
32. Yingying X. et al. Predicting autumn phenology: How deciduous tree species respond to weather stressors // Agricultural and Forest Meteorology 250-251, P. 127-137.
33. Wang Hui-min, Saigusa Nobuko, Zu Yuan-gang, Yamamoto Susumu, Kondo Hiroaki. Carbon Fluxes and their response to environmental variables in Dahurian larch forest ecosystem in northeast China // Journal of Forestry Research. - 2008. - P. 1-10