| Результаты этапа: В контексте задачи о выяснении механизмов светозависимой регуляции электронного транспорта в хлоропластах высших растений и защиты фотосинтетического аппарата от светового стресса, на первом этапе нашей работы было проведено сравнительное исследование фотосинтетической активности двух видов Традесканции, принадлежащих к разным экотипам (T. fluminensis - теневыносливый вид, и T. sillamontana - cветолюбивый вид). Были изучены показатели фотосинтетической активности хлоропластов in vivo и in situ (параметры фотохимического и нефотохимического тушения флуоресценции хлорофилла а, кинетика фотоиндуцированных изменений редокс-состояния центров Р700) в широком диапазоне экспериментальных условий (варьирование длительности темновой адаптации и освещения, варьирование интенсивности действующего света). Выявлены заметные различия чувствительности исследуемых растений к интенсивности действующего света и "реактивности" их фотосинтетического аппарата (различия в скоростях адаптации фотосинтетического аппарата к темноте): теневыносливые растения обладают более длительной "памятью" о пребывании на свету по сравнению со светолюбивыми растениями.В дальнейшем была изучена динамика светоиндуцированных изменений спектров флуоресценции хлорофилла а. Полученные данные свидетельствуют о том, что длительная (~10-20 мин) экспозиция к свету умеренной и высокой интенсивности приводит к реструктуризации фотосинтетического аппарата за счет перераспределения субъединиц светособирающей антенны ФС2 и появления дополнительных центров тушения флуоресценции хлорофилла а. В контексте проблемы защиты фотосинтетического аппарата от светового стресса и существования альтернативных путей электронного транспорта в хлоропластах, мы изучили взаимодействие аскорбата с хлоропластами шпината и изолированными пигмент-белковыми комплексами ФС1. Ингибиторный анализ редокс-превращений Р700 и кинетики фотоиндуцированных изменений сигнала ЭПР от радикалов монодегидроаскорбата показал, что аскорбат может служить альтернативным медиатором циклического переноса электронов вокруг ФС1. Окисленные формы аскорбата могут быть акцепторами электронов, донируемых ФС1, в то время как восстановленная форма аскорбата, взаимодействуя с пластоцианином, служит донором электронов для ФС1.
Анализ экспериментальных данных по кинетике редокс-превращений Р700, выполненный в рамках разработанной нами математической модели световых стадий фотосинтеза, позволил идентифицировать фазы кривой индукции P700+, которые были соотнесены со следующими регуляторными механизмами: (а) торможение электронного транспорта на участке цепи электронного транспорта между ФС2 и ФС1, обусловленное закислением внутритилакоидного пространства; (б) уменьшение фотохимической активности ФС2, обусловленное усилением нефотохимического тушения возбуждения хлорофилла в светособирающей антенне ФС2 вследствие закисления внутритилакоидного пространства; (в) активация реакций цикла Кальвина-Бенсона вследствие фотоиндуцированного защелачивания стромы; (г) перераспределение электронных потоков на акцепторном участке ФС1 (нециклический, псевдоциклический и циклические – «короткий» и «длинный» - потоки электронов вокруг ФС1). |
