Введение к работе
Актуальность темы. Выяснение механизмов фотосинтеза является одним из основных вопросов современной биофизики и имеет большое научное и практическое значение. Нажнешную роль п фотосинтезе играют фотофнзические процессы, происходящие в мембранах хлоропластов листьев и стеблей растений при поглощении свега. Эти процессы сопровождаются флуоресценцией, изучение которой является весьма информативным для понимания световых стадии фотосинтеза, что доказано результатами известных из литературы исследований флуоресценции-. Пвдтому дальнейшее изучение флуоресцентных характеристик листьев растении, в частности, кинстиче1 ских и температурных зависимостей флуоресценции и послесвечения, является весьма актуальным.
Цель и задачи исследования. Целью работы является исследование кинетических и температурных зависимостей флуоресценции и послесвечения хлорофилла, высших растений in vivo и флуоресценции зйндов-крясителей в суспензии хлоронластов..
В связи с этим решались следующие задачи:
— создание установки для одновременного исследования флуо
ресценции и послесвечения листьев и хлоропласто-з при температуре
2о-9бс, ;
- проведение одновременного исследования кинетики флуорес
ценции и послесвечения листьев, ''.'
- изучение температурных и кинетических 'зависимостей флуо
ресценции лштШі покрыто- и голосеменных растении па разных
стадиях развития и в различных условиях,
- исследование спектров флуоресценции и возбуждения
листьев после нагрева и без него,
сравнительное исследование листьев н стеблей растений ра-диоснектроскопическим и люминесцентными методами,
сравнительное исследование фотоиндуцированного тушения флуоресценции зондов-красителей 9-амииоакриднна. и атсбрииа в суспензии хлоропластои
Работа выполнена но плану научно-исследовательских работ кафедры бііофії'ііки физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова по теме "Выяснение механизмов биокаїализа и 'виутрикле-.ичиых превращений энергии на молекулярном уровне" (номер государственной регистрации 72017837).
Научная новизна работы:
-
Создана высокочувствительная установка, в которой сигналы флуоресценции и послесвечения разделены в электронном канале регистрирующей системы, что позволило измерять каждый из этих сигналов и отношение их квантовых выходов.
-
Установлено, что термограммы флуоресценции листьев разных растений при различных условиях имеют один из трех типов и постепенно переходит от одного типа термограмм к другому по мере созревания растения, смены сезона и изменения условий выращивания. .
-
Обнаружено, что при фиксированной температуре п области 52-72С кинетическая зависимость флуоресценции повторяє! оставшуюся часть термограммы.
-
Установлено, что после нескольких измерений на одном листе кинетпчесемс зависимости флуоресценции и послесвечепия не изменяются при последующих измерениях с одним и ісм же темповым промежутком, причем интенсивности переменной-флуоресценции и послесвечения в этом "сіабилизироіілнном" СОСТОЯНИИ ЯВЛЯЮТ' гя пропорциональными времени темповой адаптации.
-
Показано, что предварительный нагрев наиболее Сильно изменяет спектры возбуждения у молодых листьев.
-
Обнаружен новый зффект, состоящий в ослаблении с течением времени фотоинлуцированного тушения флуоресцепцип зонда атсбрниа в суспензии хлоропластов бобов при температуре 24>34"С; этот эффект отсутствует у зонда 9-амнноагрнднна.
-
Установлена аналогичность спектров ЭПР, кинетики фото-индуцированных изменений сигнала ЭПР1, кривых-медленной индукции флуоресценции и термолюмннсспепцни стеблей растения соответствующим зависимостям для его листьев.
Научная и практическая ценность. Получены новые экспери
ментальные данные по флуоресценции хлорофилла'высших расп.--'
пий in vivo и зондов-красителей в суспензии хлоропластов, которые
имеют существенное-научное и практическое значение.для исследо
вания биофизических процессов фотосинтеза. Полученные результа
ты являются полезными для сопоставления с данными математиче
ских моделей этих процессов. , -
Апробация работы. Основные результаты диссертации были
доложены и обсуждены на VI Всесоюзной конференции по фото
энергетике растений (Львов, 1980), Всесоюзном симпозиуме
"Магнитный резонанс в биологии и медицине" (Черноголовка,
1981), Всесоюзном совещании "Люминесцентный анализ в медицине
и биологии и его аппаратурное обеспечение" (Рига, 1981), Всесоюз
ном семинаре "Современные проблемы биофизики. Молекулярные
аспекты фотосинтеза" (Пущино, 1981), I Всесоюзном биофизи
ческом съезде (Москва, 1982), Всесоюзной конференции "Проблемы
фотоэнергетики растений и повышение урожайности" (Львов, 1984),
Всесоюзной конференции "Изменчивость пигментного аппарата и
направленность первичных процессов фотосинтеза в зависимости от
факторов среды" (Чернигов, 1985), семинаре но фотосинтезу расте-
ннн в Высшем лесотехническом институте (София, 1989), конфе
ренции по. биофизическим проблемам фотосинтеза (София, 1990),
VIII Всесоюзной конференции "Магнитный резонанс в биологии и
медицине" .('Звенигород - Черноголовка, 1990), а также научно-
технических конференциях Московского государственного универси
тета леса (ранее Московского лесотехнического института) (1981-
1993). "
Публикации. По теме диссертации оігубликовацо 20 научных работ
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, нити глав, заключения, выводов и списка литературы из 290 наименований. Диссертация изложена на ijU страницах машинописного текста, из них j J страниц основного текста, J 'страниц с 5'1 рисунками и 3 таблицами, ОН страниц со списком литературы
и v^ страниц с титульным листом, оглавлением и списком сокращений.