Вестник Кольского научного центра РАН. 2015, №1.

ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ УДК 581.132 СУТОЧНЫЕ РИТМЫ ФОТОСИНТЕЗА И ХОЛОДОУСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ П.А. Кашулин, Н.В. Калачёва Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина КНЦ РАН Аннотация Методами импульсной флуоресцентной спектроскопии проведен мониторинг фотосинтетической активности листопадных древесных пород и культурных кустарников на Кольском Севере в августе - октябре 2014 г. Обнаружено, что квантовый выход флуоресценции хлорофилла характеризуется суточной цикличностью и зависит от внешней среды. Salix caprea, Lonicera edulis, L. tatarica, Syringa josikaea при высокой регулярности циклов более толерантны к низкой температуре, солнечной и УФ-радиации, чем Betula pendula. Предположена связь механизмов суточной цикличности и холодоустойчивости. Ключевые слова: субарктический, холодоустойчивость, цикличность, листопадное растение, фотосинтез, флуоресценция хлорофилла. Введение Устойчивый многолетний рост концентрации диоксида углерода в биосфере делает актуальным изучение особенностей его ассимиляции в новых, быстро меняющихся экологических условиях. Потенциальная угроза крупномасштабных климатических изменений стимулирует поиск путей управления процессом фотохимической конверсии и разработку способов повышения её эффективности. Недавно обнаруженное увеличение амплитуд сезонных флуктуаций диоксида углерода в Северном полушарии, обусловленных интенсификацией продуктивности культурных растений, подсказывает возможные пути стабилизации его концентрации [1]. Это подтверждает принципиальную важность продолжительных мониторинговых наблюдений состава атмосферы и физиологического состояния живых, растительных стабилизаторов её газового состава. В работе представлены результаты мониторинга фотосинтетической активности бореальных лесообразующих видов и некоторых культурных листопадных кустарников в Кольской Субарктике с августа по октябрь 2014 г. В указанный период осуществлялась ежедневная оптическая регистрация основных флуоресцентных параметров хлорофилла ассимиляционных органов индикаторных образцов листопадных культурных и дикорастущих древесных пород, произрастающих в лесопарковой зоне южного предгорья Хибинского горного массива. На основе измерений проведена сравнительная оценка эффективности фотосинтеза, надежности фотозащитных систем и фотосинтетического аппарата (ФСА) при акклимации объектов наблюдения к изменениям световых условий среды и осенним похолоданиям. Хлорофилл - основной хромофор ФСА, участвующий в улавливании фотонов, а также в регуляции перераспределения энергии возбуждения реакционных центров между фотохимической конверсией, формированием редокс-потенциала и протонного градиента на мембранах тилакоидов. Хотя хлорофилл выполняет эти задачи с высокой эффективностью, малая доля поглощенных фотонов высвечивается в виде красной флуоресценции. Флуоресценция зависит от метаболической активности, физиологического состояния растения ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2015(20) 85