Механизмы регуляции процессов роста и формирования фотосинтетического аппарата на ранних этапах онтогенеза растений

Рост и фотосинтез являются основными процессами, обеспечивающими развитие растительного организма. До недавнего времени преобладали аналитические исследования каждой из этих функций. Были раскрыты основы реализации генетической программы развития и описаны многие механизмы первичных процессов роста [24, 25, 55, 62, 89, 139, 368-381]. Параллельно был достигнут значительный прогресс в области биохимии, биофизики, генетики и физиологии фотосинтеза [15, 26, 28, 38, 167, 236, 372-381].

Успех этих относительно автономных научных направлений подготовил условия для исследования интеграции процессов роста и фотосинтеза [9, 32, 33]. Трофическое и энергетическое обеспечение ростовой функции со стороны фотосинтеза является непременным условием роста. Однако существует относительная независимость роста и фотосинтеза, связанная с частичным разобщением их функций. При наличии запасных субстратов предшествующего фотосинтеза осуществляются гетеротрофный рост и дифференцировка органов, развитие почек, этиолированных проростков, рост в ночные часы. В стрессовых условиях возможен также активный фотосинтез со скоростями, превышающими эпигенетические потребности растения [37]. Необходимым условием для этого является депонирование ассимилятов путем их полимеризации или накопления в запасающих органах [8]. Относительная автономность фотосинтеза определяет необходимость включения систем регуляции, обеспечивающих координацию фотосинтеза и роста.

На основе данных литературы и собственных исследований А. Т. Мокроносов обобщил основные закономерности взаимодействия процессов роста и фотосинтеза в следующих тезисах [34, 35]:

  • 1. Фотосинтетическая активность листа определяется эпигенетическими процессами таким образом, что усиление или торможение аттрагирующей активности зон роста, дифференцировки или отложения веществ в запас сопровождается, как правило, адекватными изменениями интенсивности фотосинтеза.
  • 2. Трофическое обеспечение процессов эпигенеза происходит при скоростях фотосинтеза значительно более низких, чем потенциальные возможности ХП. При усилении запроса на асси-миляты сначала усиливается фотосинтетическая активность единицы площади листа, а затем увеличивается площадь листьев.
  • 3. Связь между донором и акцептором осуществляется через систему флоэмного транспорта (канализированные связи) и регулируется ФГ и концентрацией эффекторных метаболитов.
  • 4. Между донором и акцептором формируются временные промежуточные фонды ассимилятов, чем обеспечивается частичная автономность функций фотосинтеза и роста.
  • 5. В онтогенезе листа происходит постепенная смена акцепторной функции (начальная фаза развития) на донорную (зрелый лист).
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >