Архив публикаций

Тезисы

XIV-ая конференция

Влияние электрической стимуляции на развитие нефотохимического тушения у клеток водоросли Chara corallina

Крупенина Н.А., Булычев А.А.

Московский Государственный Университет им. М.В.Ломоносова, Биологический ф-т, каф. Биофизики, Россия, 119992, г. Москва, Воробьевы Горы 1/12, Тел.: (495)939-35-03, факс: (495)939-11-15, E-mail: kamzolkina-n@yandex.ru

Растения и водоросли способны генерировать распространяющиеся электрические сигналы в ответ на различные стимулы, такие как ожог, охлаждение, механические, химические и электрические воздействия. Эти сигналы могут играть важную роль в регуляции мембранного транспорта и фотосинтетической активности хлоропластов. В нашей работе показано, что у клеток харовых водорослей потенциал действия (ПД), вызванный импульсом электрического тока, влияет на процесс фотосинтеза и мембранный транспорт. У этих клеток профили фотосинтетической активности и нефотохимического тушения (NPQ) коррелируют с профилями рН вдоль поверхности клетки. Фотохимическая активность выше, а NPQ ниже в участках выделения Н+ (кислые зоны, рН 6.5-7) по сравнению с щелочными зонами (рН 9-10). В нашей работе мы пользовались методом импульсно-модулированной микрофлуориметрии, сурьмяными рН-микроэлектродами и внеклеточными электродами для стимуляции клетки. Было показано, что генерация ПД вызывает локальное подавление нециклического транспорта электронов в фотосистеме II и повышение тепловых потерь поглощаемой световой энергии в щелочных зонах, но практически не сказывается на фотосинтезе хлоропластов в кислых зонах. Влияние ПД на NPQ, наиболее заметное при низкой интенсивности света, выражалось в значительном снижении уровня максимальной флуоресценции (Fm´). Было показано, что зависимость NPQ от интенсивности падающего света имела сигмоидную форму и сдвигалась в сторону низких интенсивностей после генерации ПД. Тот факт, что светозависимое тушение Fm´ (NPQ) и амплитуда сдвигов Fm´ после ПД связаны обратным соотношением, указывает на общность лежащих в их основе механизмов и может означать, что тушение после ПД обусловлено возрастанием градиента pH на тилакоидной мембране. Чувствительность NPQ к протонофору и быстрая темновая релаксация ПД-индуцированного тушения (~100 с) подтверждает предположение об энергозависимой природе наблюдаемого тушения. Мы показали, что электрическое возбуждение клеток, затемненных после генерации ПД, переводит хлоропласты щелочных зон в латентное состояние, которое по флуоресцентным характеристикам не отличается от состояния покоя. Однако, при последующем включении слабого света, недостаточного для формирования NPQ в покое, это латентное состояние быстро трансформируется в состояние с высоким уровнем тушения.