Вестник Кольского научного центра РАН. 2011, №2.

УДК 581.132 ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ФУНКЦИЙ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОГО АППАРАТА СОСНЫ ЕВРОПЕЙСКОЙ П.А. Кашулин, Н.В. Калачёва Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина КНЦ РАН Аннотация Методами импульсно-модулированной флуоресцентной спектроскопии исследовано состояние фотосинтетического аппарата (ФА) и его возрастных модификаций в хвое резидентного субарктического вида сосны Pinus sylvestris subsp. Lapponica. Показана возрастная устойчивость ФА. В старых деревьях его эффективность снижается незначительно, но меняется стратегия использования световой энергии. У молодых д еревьев доминирует фотохимическая конверсия и биосинтез, у старых - фотозащитная функция, утилизация её избытка и обеспечение долгосрочных энергетических запасов. Ключевые слова: фотосинтез, сосна Pinus sylvestris, возраст, старение, флуоресцентная спектроскопия. Долговременная устойчивость лесообразующих растений к неблагоприятным условиям Севера и их продуктивность зависят от надежности их фотосинтетического аппарата. Для проведения охранных мероприятий, направленных на сохранение уникального генофонда коллекционных образцов интродуцированных в ПАБСИ и старовозрастных древостоев Кольского Севера, необходима своевременная информация об их неблагополучии. Для оценки состояния древесных видов необходимо понимание физиолого-биохимических и субклеточных механизмов, контролирующих фотосинтез. Древесные хвойные виды отличаются высокой продолжительностью жизни даже на Севере и могут представлять интерес для изучения физиолого-биохимических механизмов старения. Парадоксальным фактом биологии продолжительности жизни является слабая изученность наиболее долгоживущих биологических видов, которыми богат мир растений. У некоторых экземпляров сосны Pinus longaeva документирован возраст свыше 4.7 тыс. лет [1], тем не менее, специальные морфологические исследования тканей и клеток, выполненные в этой и в других работах, не выявили отчетливых признаков старения. Главные причины гибели таких долгоживущих видов связывают не с возрастным ослаблением жизненного потенциала, а с неблагоприятными условиями среды. Для оценки текущего физиологического состояния растения и его жизненного потенциала необходим постоянно действующий канал информации о состоянии органов, ответственных за ассимиляцию. Фотосинтетический аппарат (ФА) представляет собой сложно- и тонкоорганизованную систему, интегрированную в организм растения. Традиционные аналитико-биохимические методы предполагают изолирование его структур и их неизбежное повреждение. Необходимы новые методы, позволяющие осуществлять непрерывный мониторинг, не причиняя ущербf организму, без повреждений ФА нативного листа, без проникновения в его структуру и без расхода растительного материала. Этим требованиям отвечает современная техника импульсно-модулированной флуоресцентной спектроскопии, разрабатываемая немецкой лабораторией Heinz Walz GmbH, которая была использована для измерений флуоресцентных характеристик хлорофилла и возрастных модификаций работы ФА местных экотипов сосны Pinus sylvestris subsp. Lapponica Fries. Материалы и методы исследования Для анализа текущего состояния ФА и его возрастных модификаций у резидентного вида сосны Pinus sylvestris subsp. Lapponica Fries использовали методы импульсно-модулированной флуоресцентной спектроскопии. Измеряли основные собственные флуоресцентные характеристики и их индуцированные изменения у нативной хвои разного возраста местных экотипов этого вида. Для изучения влияния возраста дерева на измеряемые показатели использовали близко расположенные 33