Научно-исследовательская работа студентов: Материалы юбилейной 60-й научной студенческой конференции. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2008. 325 с. Isbn 978-5-8021-0880-2

Вид материала

Научно-исследовательская работа

Содержание Секция «Физиология растений» Функциональная активность хвои Цель исследования Содержание фотосинтетических пигментов Цель работы Сс, тогда как в естественных условиях — наоборот. В Ес

Подобный материал:

• Работа студентов материалы 58-й научной студенческой конференции, 3780.58kb.
• Программа 58-й научной студенческой конференции петрозаводск Издательство Петргу 2006, 841.28kb.
• Введение седьмая Межвузовская научная конференция продолжает обсуждение проблем межкультурного, 1199.81kb.
• Сборник статей ежегодной международной студенческой научно-практической конференции, 1058.05kb.
• «свое» и «чужое» в культуре народов европейского севера, 1556.91kb.
• В. М. Пивоев (отв ред.), А. М. Пашков, М. В. Пулькин, 3114.99kb.
• О хозяйства материалы студенческой научной конференции (18 февраля 3 марта 2008г.), 5864.74kb.
• Программа 61-й научной студенческой конференции (20-24 апреля) Петрозаводск, 854.03kb.
• Краткий курс высшей математики : учеб пособие для вузов / Б. П. Демидович, В. А. Кудрявцев., 1363.18kb.
• Актуальные социально-экономические и правовые аспекты устойчивого развития региона., 2089.17kb.

^

Секция «Физиология растений»

НЕКОТОРЫЕ МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
БЕРЕЗЫ ПОВИСЛОЙ В ПЕРИОД ВОЗОБНОВЛЕНИЯ
РОСТОВЫХ ПРОЦЕССОВ В КАМБИАЛЬНОЙ ЗОНЕ

Петрова Ю.
Научные руководители — канд. биол. наук, доц. Теребова Е. Н.,
канд. биол. наук, науч. сотр. Галибина Н. А.

Считается, что в отсутствие транспирации движущей силой подъема воды по стеблю является корневое давление. Однако его силы недостаточны (Ameglio et. al., 2001), чтобы полностью реализовать тот мощный процесс сокодвижения, который мы наблюдаем. Необходимо наличие метаболитов (Essiamah, 1980), которые и будут значительно повышать осмотический потенциал ксилемного сока, стимулируя тем самым транспорт воды. Цель данного исследования заключалась в выявлении закономерности между изменениями в составе метаболитов в проводящих тканях ствола и этапами возобновления камбиальной активности. Объектами исследования служили деревья Betula pendula var. carelica
и Betula pendula var. pendula в возрасте ~ 35 лет, растущие на агробиологической станции Карельского научного центра РАН. Возобновление ростовых процессов в камбиальной зоне в эксперименте было спровоцировано искусственно. Стволы распиливали на сегменты длиной 30 см. каждый, которые затем помещали в полиэтиленовые пакеты
и оставили при комнатной температуре. В полученных образцах в течение шести недель наблюдали динамику содержания растворимых углеводов, которые определяли методами высокоэффективной жидкостной хроматографии. На основании полученных данных были сделаны следующие выводы.

В природе для пробуждения камбиальной активности необходим нисходящий ток ауксина, именно он стимулирует клетки камбия к делению. Этому этапу предшествует подготовка клеток флоэмы к нисходящему току. Гидролитическое расщепление запасных метаболитов увеличивает количество осмотически активных веществ в вакуолях, что приводит к увеличению их размеров, создавая значительный тургор, за счет которого материнские клетки флоэмы увеличиваются в объеме. Прошлогодние клетки, утратив свои свойства, переходят в непроводящую флоэму, новые же клетки образуются из материнских клеток флоэмы путем дифференциации. Источником пластических веществ на этих этапах весеннего развития являются запасы в стволе и ветвях. Биосинтез осмотически активных веществ, к которым относятся сахара, может обеспечить движение воды от клетки к клетке в радиальном направлении в отсутствие транспирации. С одной стороны, это важный этап в пробуждении камбия, предшествующий образованию клеток флоэмы и ксилемы, с другой — полученные данные представляют большой интерес, так как описывают начальный этап, на котором идет подготовка дерева к сокодвижению.

^ ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ХВОИ
ГОСПОДСТВУЮЩИХ И УГНЕТЕННЫХ ДЕРЕВЬЕВ
СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ

Мануилова В.
Научные руководители — канд. биол. наук, доц. Теребова Е. Н.,
канд. биол. наук, науч. сотр. Галибина Н. А.

В условиях внутривидовой конкуренции в ненарушенных фитоценозах выделяют господствующие и угнетенные деревья. Изучение различий метаболизма древесных растений актуально для объяснения механизмов ослабления или приспособления дерева в различных экологических условиях существования.

^ Цель исследования: изучить функциональную активность хвои господствующих и угнетенных деревьев сосны обыкновенной в естественном фитоценозе. Объект исследования: сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.), произрастающая в древостое естественного происхождения, средневозрастном (40—50 лет) сосняке вересковом. Отбирались быстрорастущие деревья верхнего полога (господствующие) и плохо растущие деревья нижнего полога (угнетенные), одного и того же возраста. В хвое 2-го года жизни исследовали метаболический статус хвои по содержанию углеводных соединений методами высокоэффективной жидкостной хроматографии, азотных — колориметрическим методом Къельдаля, фосфорных соединений — кислотным гидролизом, пигментов — спектрофотометрическим методом с предварительной экстракцией этиловым спиртом. Установлено, что содержание хлорофилла «а» и «в» было выше в хвое угнетенных деревьев сосны. Содержание каротиноидов не зависело от жизненного состояния дерева. Содержание азотных соединений не зависело от жизненного состояния дерева. Содержание общего фосфора было выше в хвое господствующих деревьев сосны. Причем это увеличение происходило за счет фракции фосфорилированных сахаров. Остальные фракции фосфорных соединений: неорганический фосфор и нуклеотиды не изменялись с ухудшением жизненного состояния дерева. Содержание фруктозы в хвое господствующих деревьев сосны было значительно выше, по сравнению
с угнетенными растениями. Содержание сахарозы было также выше
у госпоствующих сосен. Количество остальных растворимых углеводов не зависело от жизненного состояния дерева.

Таким образом, функциональная активность хвои у угнетенных сосен по метаболическим показателям фотосинтеза (фосфорилированные сахара, сахароза, фруктоза) ниже, чем у господствующих деревьев. Количество метаболитов со структурной функцией (фракции азота, кислоторастворимого фосфора) в хвое не изменяется с ухудшением жизненности. Возможно, в условиях конкуренции за экологические ресурсы (свет, минеральное питание) угнетенные сосны снижают интенсивность ростовых процессов для поддержания гомеостаза метаболизма хвои.

^ СОДЕРЖАНИЕ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ
В ТАЛЛОМАХ ЛИШАЙНИКА
HYPOGYMNIA PHYSODES (L.) NYL.
В РАЗНЫХ УСЛОВИЯХ МЕСТООБИТАНИЯ

Вержбицкая Е.
Научный руководитель — канд. биол. наук, доц. Андросова В. И.

^ Цель работы — определить содержание хлорофилла а (chl a), хлорофилла b (chl b), каротиноидов (car) в талломах H. physodes и выявить зависимость их содержания от различных характеристик местообитания эпифитных лишайников в еловых и сосновых сообществах.

Исследования проводились на территории ГПЗ «Кивач», НП «Водлозерский» и г. Петрозаводска в 2002—2007 гг. Всего было заложено 28 пробных площадей в сосновых (Сс) и еловых (Ес) сообществах чернично-зеленомошного типа. На каждой пробной площади проводились полные геоботанические описания и отбирались 5—10 деревьев Pinus sylvestris L. или Picea abies (L.) Karst., для которых определялись основные морфометрические параметры. Со стволов выбранных деревьев собирали образцы талломов H. physodes, для которых на спектрофотометре проводился анализ концентрации и содержания пигментов (мг/г сухой массы). Измерения были проведены для 280 образцов в трехкратной повторности. Статистический анализ данных проводился регрессионным (РА), однофакторным дисперсионным анализами (ОДА), методом сравнения выборок критерием Колмогорова-Смирнова (ККС).

Согласно полученным результатам, в естественных условиях преобладающим пигментом в талломах H. physodes Сс и Ес является chl a. Среднее содержание chl a, b и car в образцах H. physodes Ес в 2—7 раз выше по сравнению с Сс (ККС, p=0,001). Вероятно, в Ес в сравнении
с Сс формируются условия наибольшей увлажненности талломов, что обуславливает более длительный период физиологической активности эпифитных лишайников. В ходе изучения зависимости содержания пигментов от характеристик местообитания, проводимого на основе РА и ОДА, для талломов Ес взаимосвязи между этими показателями не выявлено. Вероятно, это связано с выравненностью микроклиматических условий в Ес для эпифитного вида H. physodes. Для образцов H. physodes Сс такая связь установлена. В Сс содержание пигментов
в лишайнике увеличивается в условиях наибольшего увлажнения поверхности ствола дерева и, следовательно, самих талломов. В условиях города в талломах Ес содержание chl a (1.22→0.27) и b (0.87→0.35) уменьшилось в 2—4 раза, а количество car в 2 раза увеличилось (0.86→1.50). В образцах Сс города, напротив, отмечено увеличение содержания всех пигментов: chl a (0.17→0.67), chl b (0.07→0.23) и car (0.13→0.25). Следовательно, в талломах H. physodes городских Сс преобладает chl a, а в талломах Ес города — car.

Таким образом, талломы H. physodes Ес города характеризуются меньшим содержанием пигментов в сравнении с талломами ^ Сс, тогда как в естественных условиях — наоборот. В Ес города, вследствие сильной увлажненности талломов, загрязнители (NO₂, SO₂) могут непрерывно поступать в него и оказывать токсическое действие. В менее увлажненные талломы Сс, поллютанты, вероятно, поступают в малых количествах и как дополнительный источник макро- и микроэлементов стимулируют процессы синтеза.