Influence of drought on photosynthetic traist of wheat plants

Abstract

Пшениця -важлива продовольча культура світу, на яку припадає п'ята частина загальної кількості калорій і білків, є культурою, чутливою до нестачі вологи у ґрунті. Посуха погіршує ріст і розвиток рослин, впливає на фізіолого-біохімічні процеси, знижує продуктивність рослин. Одним із найчутливіших до дії посухи фізіологічним процесом вважають фотосинтетичну асиміляцію CO 2 . Цей огляд присвячено аналізу літературних даних і результатів власних досліджень щодо дії посухи на показники фотосинтетичного апарату пшениці на різних рівнях його організації -від морфологічного до молекулярного. Актуальність досліджень ознак, асоційованих із посухостійкістю, зумовлена значним, порівняно з іншими абіотичними чинниками, зниженням урожайності за дії посухи, почастішанням посушливих умов у період вегетації пшениці, складним характером реакції цієї культури на посуху та необхідністю пришвидшення селекційного процесу. Аналіз морфологічних показників фотосинтетичного апарату засвідчує, що крім безпосереднього впливу цього стресового чинника на площу асиміляційної поверхні рослини він іще позначається на поглинанні та ефективності перетворення світлової енергії на біомасу, а також залежить від ремобілізації фотосинтетично асимільованого вуглецю з нелисткових органів пшениці. Тоді як інтегральний показник -інтенсивність фотосинтезу -під впливом посухи знижується (величина цього зниження залежить від генотипу, фази розвитку рослин та жорсткості стресу), окремі складові фотосинтетичної активності можуть по-різному реагувати на дію цього стресу. Зокрема, нефотохімічне гасіння флуоресценції хлорофілу а різних ліній пшениці за умов посухи носить різноспрямований характер. Розглянуто виявлені останніми роками перспективні ознаки посухотолерантності пшениці, зокрема довготривалі перебудови фотосинтетичного апарату, що включають зміни структури внаслідок фосфорилювання комплексу ФС II-СЗК II разом зі стехіометрією білка. В огляді також висвітлено роль антиоксидантних ферментів хлоропластів, які запобігають спричиненому дією посухи накопиченню активних форм кисню і тим самим попереджують функціональні та структурні зміни хлоропластів, деградацію хлорофілу, порушення цілісності мембран тилакоїдів. За літературними даними вивчено роль органічних та неорганічних речовин у підтриманні осморегуляції рослин за нестачі води, проаналізовано ймовірні механізми їх дії. Описано локуси кількісних ознак, пов'язаних із ДНК-маркерами посухостійкості пшениці як механізми посухостійкості. Отже, аналіз літературних даних і власних результатів показав, що толе-