Влияние изменения интентивности освещения на рост и развитие растительных организмов
Длительное хранение микрорастений осуществляется в условиях, которые способствуют замедлению роста. Для этого чаще используется метод низкотемпературного хранения при фотопериоде короткого дня и низкой освещенности.
Таким образом, наиболее эффективным фактором замедления роста служит пониженная температура. Вторым важным фактором является механическое воздействие стенок сосудов, в которых выращиваются и длительно хранятся in vitro растения. Немаловажным обстоятельством является также влияние измененного фотопериода и интенсивности света. Однако необходимо учитывать, что помимо замедления роста, все эти факторы могут оказывать стрессовые воздействия на функционирование растений.Изменение интенсивности света или фотопериода может оказать влияние на пигментный состав растений, в том числе и количество хлорофиллов. Являясь автономными органеллами клеток, пластиды также как и все клетки высших растений могут нормально функционировать и делиться лишь в оптимальных условиях. Количество пластид на одну клетку у разных видов высших и низших растений колеблется от одной до четырехсот и более (Лебедев, 1961). Их количество зависит от специализации клетки, возраста, пространственного расположения и многих других причин (Andrews, Lorimer, 1978). При оптимальных условиях освещенности между хлоропластами, хромопластами и лейкопластами существует определенный баланс, характерный для таксона. При измененных условиях освещенности этот баланс изменяется (Briggs, Huala, 1999; Cashmore et al., 1999). Пластиды тонко реагируют на интенсивность и спектральный состав света. Если возрастает доля ультрафиолетовой (УФ) радиации, побег краснеет (Briggs, Huala5 1999; Cashmore et al., 1999). Это объясняется тем, что в эпидермальном слое клеток начинается синтез каротиноидов. В пластидах, находящихся в субэпидермальных слоях клеток, при незначительном увеличении доли ультрафиолетовых лучей возрастает синтез и каротиноидов, и хлорофиллов (Mendez-Alvarez, 2000).
Благодаря подобным способностям пластид растение может "тянуться" к источнику света, не взирая на интенсивность светового воздействия. Разумеется, данная способность пластид не беспредельна и, при преодолении определенного порога интенсивности светового воздействия, интенсивность фотосинтеза уменьшается. Это приводит к остановке роста побега, а иногда и к его гибели (Badger, 1985).
Изменение интенсивности света оказывает влияние не только на деятельность фотосинтетического аппарата. Интенсивное освещение, индуцируя закрытие устьиц, вызывает перегрузку работы электронно-транспортной цепи, в результате чего происходит образование большого количества кислорода. Это может привести к окислительным повреждениям макромолекул, поскольку кислород может служить как акцептор электронов и образовать супероксидный анион-радикал (Amao et at, 1990; Baynton et at, 1994), что приводит к накоплению высокого уровня других активных форм кислорода (АФК), например пероксида водорода.
1.3.