Главная – Журналы – Сибирский экологический журнал 1999 номер 3

Утверждается, что теоретическим основанием системного подхода к изучению биохимического разнообразия растительного мира является хемотаксономия (хемосистематика, биохимическая систематика), изучающая взаимосвязь химического состава растений с систематическим положением.

Календула лекарственная (или ноготки) Calendula officinalis L. интродуцирована в ЦСБС СО РАН в 1960 г. Изучается с 1980 г. в группе семеноведения и репродукции интродуцентов. В статье приведены экспериментальные данные 1980 – 1985 гг.: биологические особенности цветения и плодоношения на побегах разных порядков в течение вегетационного периода. Обоснована возможность совмещенной культуры календулы для выращивания лекарственного сырья и семеноводства. Описаны посевные качества и продуктивные свойства семян из гетероморфных плодов. Впервые получены данные по содержанию флавонолов в соцветиях в зависимости от экологических факторов: метеорологических условий периода вегетации, посева семенами разной степени зрелости, сроков сбора лекарственного сырья. Рассматриваются первые результаты и перспективы использования компьютерного метода анализа: корреляций параметров гидротермического режима с семенной и сырьевой продуктивностью календулы.

Исследовалась изменчивость по содержанию биологически активных веществ у интродуцированных популяций зверобоя продырявленного (Hypericum perforatum L.).
Двухлетний интродукционный эксперимент выявил, что по сравнению с пятнадцатью интродуцированными популяциями стабильные и высокие показатели по содержанию гиперицинов, флавоноидов, дубильных и экстрактивных веществ и урожайности показал сорт Золотодолинский. Существует положительная корреляция между содержанием флавоноидов и экстрактивных веществ (r = 0,67), флавоноидов и гиперицинов (r = 0,65) флавоноидов и дубильных веществ (r = 0,53), гиперицинов и экстрактивных веществ (r = 0,55). Определена адаптивная норма для культивируемого зверобоя продырявленного по содержанию, %: гиперицинов – 0,36 –0,49, флавоноидов – 2,9–3,5, дубильных веществ – 4,9–5,6, экстрактивных веществ – 27–28.

Из семян семи видов остролодочников впервые выделены галактоманнаны, определено их содержание и соотношение маннозы и галактозы в них. Полученные данные рассмотрены применительно к экологическим условиям произрастания изученных видов.

Приводятся оригинальные сведения по содержанию флавонолов и дубильных веществ в различных экотипах Pentaphylloides fruticosa (L.) O. Schwarz в природе и в культуре.
Рассматриваются особенности накопления этих веществ в облиственных побегах и в отдельных надземных органах данного вида, собранных в разных эколого-географических условиях Алтая, а также в репродукциях нескольких поколений. Прослеживается взаимосвязь накопления флавонолов с природными факторами, влияющими на характер биохимической адаптации растений. Полученные данные представляют интерес для отбора форм с хозяйственно ценными признаками с целью дальнейших селекционных работ по созданию сорта.

Установлена связь накопления флавонолов с эколого-географическими условиями естественного произрастания растений. Определена динамика накопления флавонолов в разных органах пятилистника кустарникового по фазам вегетации. С помощью кластерного анализа показано, что различия по биохимическим показателям между экотипами пятилистника кустарникового сохраняются при интродукции. Выделены конкретные экотипы с высоким содержанием флавонолов, которые послужат основой для создания сортов.

Изучены флавоноиды 14 видов рода Salix L. – ива, произрастающих в дендрарии ЦСБС СО РАН. Обнаружены разнообразные сочетания двух флавонов – апигенина и лютеолина и трех флавонолов – кемпферола, кверцетина и мирицетина. Растения одного вида имели одинаковый качественный состав гликозидов, количество их несколько варьировало. Установлена четкая видовая специфичность гликозидированных флавоноидов.

В условиях вегетационного опыта проведен анализ изменчивости некоторых показателей первичного и вторичного обмена при засолении. Показано, что ответом на засоление является уменьшение надземной фито массы и увеличение содержания флавоноидов. Изучены связи между указанными признаками при использовании методов вариационной статистики.
Установлено, что в популяциях люцерны, адаптированных к условиям произрастания, распределение вероятностей разделения на фенотипы по составу флавоноидов (в пределах и за пределами модификационной изменчивости) близко к нормальному. При засолении усиливается зависимость уровня приспособленности от содержания флавоноидов.

Представлены результаты изучения содержания экстрактивных веществ, флавоноидов и эфирных масел у 75 растений новосибирской интродукционной популяции и двух культурных форм Аrtemisia dracunculus L. Содержание экстрактивных веществ колебалось от 22,6 до 39,2 %, флавоноидов от 2,26 до 6,60 %, эфирных масел от 0,01 до 0,73 %.
Среднее межпопуляционное содержание экстрактивных веществ (31,2±0,44) %, флавоноидов (4,1±0,1) %, эфирных масел (0,34±0,02) %.
В новосибирской популяции преобладали растения с высоким уровнем содержания экстрактивных веществ и флавоноидов, но с низким – эфирных масел. В популяции из Великобритании преобладали растения с низким уровнем содержания экстрактивных веществ и флавоноидов, но со средним и высоким – эфирного масла. В популяции отборной формы Оригинал-86 преобладали экземпляры с низким уровнем содержания экстрактивных веществ, высоким – флавоноидов и со средним – эфирного масла.

Исследовали изменение структурно-функциональных характеристик листьев осины, произрастающей на различных участках Северного промышленного узла г. Томска. Основными источниками загрязнения здесь являются Сибирский химический комбинат, Томский нефтехимический комбинат, свинокомплекс, птицефабрики, тепличный комплекс, промышленность областного центра и транспорт. Многофакторность антропогенного воздействия не позволила идентифицировать характер и уровень загрязнения по изученным параметрам. Однако одновременное использование таких биотестов, как замедленная кинетика флуоресценции хлорофилла, соотношение фотосинтетических пигментов, содержание крахмала, белка, активность РБФК, ФЕПК, ГАФДГ, МДГ, ИДГ и АДГ, дает возможность выявления отклонений от нормального физиологического состояния растений, не регистрируемых визуально. Наиболее серьезные изменения в работе фотосинтетического аппарата – трехкратное снижение ассимиляционного числа, минимальное значение отношения максимального уровня флуоресценции к стационарному, отсутствие активации дыхательных анаплеротических ферментов – обнаружены в листьях осины в районе д. Кузовлево.

Изучен элементный состав лекарственного растения Scutellaria baicalensis Georgi. из разных мест произрастания. Определение 25 элементов проводилось нейтронно-активационным методом, уран анализировался методом осколочной радиографии. Установлены закономерности в уровнях накопления элементов как для разных частей растения, так и для разных мест обитания.

Изучено содержание тяжелых металлов и радионуклидов в некоторых видах съедобных грибов, произрастающих на территории Шебалинского и Онгудайского районов Республики Алтай. Отмечено превышение ПДК в грибах по цинку, хрому, кадмию и ртути. Содержание радионуклидов в макромицетах незначительно и соответствует уровню "незагрязненных" территорий.

Индуцированы и генетически изучены симбиотические мутанты гороха: бесклубеньковые, с неэффективными клубеньками, супер-клубеньковые и др. Идентифицированы гены, детерминирующие эти признаки. Для ряда генов установлена хромосомная локализация. Впервые для выявления симбиотических генов использованы изогенные линии гороха, созданные на основе сортов. Изучено функционирование двух генетически контролируемых регуляторных систем модуляции, детерминированных разными генами – nod₃ и Nod₅. Полученные результаты могут быть использованы для создания модели генетической системы, контролирующей формирование и функционирование симбиоза со стороны макро-симбионта.

В статье количественно оценена нитрогеназная активность азотфиксирующих клубеньков у 16 видов бобовых, преимущественно в луговых фитоценозах, в том числе для четырех видов – в ряду сукцессионно связанных луговых фитоценозов; рассматриваются изменения азот-фиксации в онтогенезе Trifolium pratense L. Показано, что в естественных фитоценозах азот-фиксация выступает как фактор конкурентной значимости. Более высокие ее уровни наблюдаются в луговых сообществах, испытывающих дефицит азота. В процессе онтогенетического развития T. Pratense пик азот-фиксации наблюдается у средневозрастных генеративных растений.

Исследовали действие хлоридного засоления на развитие симбиотической системы Glycyrrhiza uralensis – Rhizobium sp.: инфицирование, формирование клубеньков и азотфиксацию. Низкие концентрации соли (34 мМ) стимулировали образование клубеньков и азотфиксацию. Повышение хлоридного засоления (102 – 204 мМ) снижало нодуляцию, ингибируя начальные этапы развития симбиоза – скручивание корневых волосков и образование инфекционных нитей. С помощью световой, трансмиссионной электронной микроскопии и компьютерного морфометрического анализа изучена структура клубеньков, сформировавшихся на фоне 170 – 204 мМ. Для них была характерна относительно меньшая площадь инфицированных клеток, более низкая плотность бактерий и небольшие их размеры по сравнению с контрольным вариантом. Образование клубеньков у солодки уральской полностью подавлялось при концентрации 238 мМ NaCl, что свидетельствует о довольно высокой солеустойчивости симбиотической системы. Клубеньки, сформировавшиеся на пресном фоне, более чувствительны к солевому стрессу, чем образовавшиеся в присутствии соли. Нитрогеназная активность клубеньков после 96 ч обработки 170 мМ NaCl составила 40 % от контроля. Снижение нитрагеназной активности сопровождалось плазмолизом инфицированных клеток, разрушением перибактероидных мембран, нарушениями в структуре бактероидов.

Изучен эффект высоких доз (полутора – трех норм) азотной подкормки на количество, фитомассу, ультраструктуру, нитрогеназную активность (НГ) клубеньков сои, а также на надземную фитомассу растений, изменение в ней общего азота через 1 – 4 нед. после ее внесения.
Показано резкое ингибирование НГ, особенно в первую неделю после внесения подкормки, с дальнейшим его ослаблением и восстановлением (на меньшей дозе до уровня контроля).
Увеличение НГ клубеньков после использования нитратов коррелировало с небольшим увеличением количества клубеньков, но их фитомасса была меньше, чем в контроле.
В ультраструктуре внутриклеточного эндофита наблюдались изменения, свидетельствующие о нарушении симбиотических отношений между макро- и микросимбионтом.
Подкормка азотом способствовала значительному увеличению абс. сухой надземной фитомассы сои в фазу вегетативного роста, но умеренно влияла на массу формируемых бобов на меньшей дозе, что было следствием смешанного питания биологическим и минеральным азотом и его отсутствия на большей дозе.

Приведены результаты полевых исследований по использованию на многолетних травах симбиотических и ассоциативных азотфиксаторов. Выявлены лучшие штаммы и параметры азотфиксации, а также уровни роста урожайности трав. Рассмотрены агроэкологические и экономические аспекты использования в Сибири на многолетних травах препаратов азотфиксирующих микроорганизмов.

Изучалось содержание полигалактуроназы в чистых культурах клубеньковых бактерий и на начальных этапах инфицирования бобовых ризобиями. Показано присутствие этого фермента в чистых культурах клубеньковых бактерий. Отмечается увеличение синтеза полигалактуроназы в вариантах со специфическим и неспецифическим инфицированием.

Выявлено 5 основных патогенных грибов, поражающих вишню при ее интродукции в ЦСБС СО РАН.

Изучена микофлора растений семейства Брусничные коллекции ЦСБС СО РАН. Выявлены патогенные и условно патогенные виды.