Adaptive changes in pigment complex of Pinus sylvestris needles upon cold acclimation


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

We studied seasonal changes in the content and ratio between photosynthetic pigments in one-yearold needles of Scotch pine (Pinus sylvestris L.) growing in Central Yakutia. Maximum accumulation of chlorophylls in developed young needles occurred in July when light and temperature conditions were favorable. In this period, the needles were notable for a relatively high level of β-carotene and neoxanthin and a reduced content of lutein and the pigments of violaxanthin cycle (VXC). In the course of autumn hardening, the content of chlorophylls decreased two times. Total content of carotenoids remained the same, but pigment composition considerably changed when plants progressed from a vegetating to frost-resistant state. We revealed time and temperature ranges of variation for individual carotenoids. In the beginning of hardening at reduced and low abovezero temperatures, the content of β-carotene in the needles decreased, the pigment-protein complexes (PPC) became enriched in lutein, the pigment pool of VXC gradually increased, and the content of neoxanthin transiently rose. When average daily air temperature further decreased to near- zero values, the content of zeaxanthin sharply rose. In winter, high levels of lutein and zeaxanthin were maintained. Main changes in pigment complex of the needles of P. sylvestris were completed before the coming of steady below-zero temperatures. The obtained data suggested that, upon seasonal decrease in temperature in early stages of hardening, a decrease in the level of chlorophyll promotes a reduction in the quantity of absorbed radiant energy. Apparently, this is accompanied by activation of the role of lutein and neoxanthin that perform specific photoprotective functions in antenna PPC associated with a gradual decrease in plants’ ability to quench singlet energy of excited chlorophyll. Accumulation of zeaxanthin as a result of inhibition of back reaction of epoxidation at near-zero temperatures creates necessary prerequisites for turning on the mechanisms of steady dissipation of absorbed light energy, which do not depend on transmembrane proton gradient of thylakoids. At the same time, zeaxanthin can perform antioxidant functions both in PPC and in the lipid phase of thylakoid membranes. The obtained data point to an adaptive nature of the observed reactions and a specific role of individual pigments in structural and functional reorganization of photosynthetic machinery in the course of development of frost-resistance in the needles.

Об авторах

V. Sofronova

Institute of Biological Problems of Cryolithozone, Siberian Branch

Автор, ответственный за переписку.
Email: vse07_53@mail.ru
Россия, pr. Lenina 41, Yakutsk, 677000

O. Dymova

Institute of Biology, Komi Scientific Center, Ural Branch

Email: vse07_53@mail.ru
Россия, ul. Kommunisticheskaya 28, Syktyvkar, 167000

T. Golovko

Institute of Biology, Komi Scientific Center, Ural Branch

Email: vse07_53@mail.ru
Россия, ul. Kommunisticheskaya 28, Syktyvkar, 167000

V. Chepalov

Institute of Biological Problems of Cryolithozone, Siberian Branch

Email: vse07_53@mail.ru
Россия, pr. Lenina 41, Yakutsk, 677000

K. Petrov

Institute of Biological Problems of Cryolithozone, Siberian Branch

Email: vse07_53@mail.ru
Россия, pr. Lenina 41, Yakutsk, 677000

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2016

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».