Variation of leaf traits and pigment content in three species of steppe plants depending on the climate aridity


Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Mesophyll structure and content of photosynthetic pigments in the leaves of three species of steppe plants, Centaurea scabiosa L., Euphorbia virgata Waldst. et Kit., Helichrysum arenarium (L.) Moench, were investigated in four geographical sites of the Volga region and the Urals located in the forest-steppe and steppe zones. Variations of the studied parameters between geographical points depended both on the species and on the structural organization of the leaf. The highest level of variation was observed for leaf area and pigment content per unit leaf area, the size and the number of chloroplasts in the cell changed to a lesser extent. The leaf thickness, leaf area and mesophyll cell sizes mostly depended on the plant species. C. scabiosa had large leaves (40–50 cm2) with large thickness (280–290 μm) and large mesophyll cells (up to 15000 μm3). The leaves of H. arenarium and E. virgata were ten times smaller and characterized by 1.5 times smaller thickness and 2−3 times smaller cell size. Geographical location and climate of the region affected leaf density, proportion of partial tissue volume, and the ratio of the photosynthetic pigments. In the southern point of Volga region with the highest climate aridity, all studied species were characterized by maximum values of volumetric leaf density (LD), due to the high proportion of sclerenchyma and vascular bundles, and specificity of the mesophyll structure. With the decline in latitude, chlorophyll (Chl) and carotenoid (Car) contents in leaf area were reduced, the ratio Chl/Car was increased, and the ratio Chl a/b was declined. The reduction of the pigment content in the leaf in all species was associated with a reduction in the amount of Chl per chloroplast, and for C. scabiosa and H. arenarium it was associated also with the reduction of chloroplast amount in the leaf area. In turn, chloroplast number per leaf area and the total cell area (Ames/A) depended on the ratio of the number and size of mesophyll cells inherent to this plant species. At the same time, we found a similar mechanism of spatial organization of leaf restructuring for all studied species—decrease in Ames/A was accompanied by increasing in the proportion of intercellular air spaces in the leaf. It is concluded that variations in structural and functional parameters of the photosynthetic apparatus of steppe plants were associated with plant adaptation to climate features. General direction of the changes of leaf parameters of the studied species with aridity was the increase of LD and the decrease of pigment content per leaf area however the cellular mechanisms of changes in the pigment content and integral parameters of mesophyll were determined by the plant species properties.

Об авторах

P. Yudina

Botanical Garden, Ural Branch

Автор, ответственный за переписку.
Email: Polina.yudina@botgard.uran.ru
Россия, Ekaterinburg, 620144

L. Ivanova

Botanical Garden, Ural Branch

Email: Polina.yudina@botgard.uran.ru
Россия, Ekaterinburg, 620144

D. Ronzhina

Botanical Garden, Ural Branch

Email: Polina.yudina@botgard.uran.ru
Россия, Ekaterinburg, 620144

N. Zolotareva

Institute of Plant and Animal Ecology, Ural Branch

Email: Polina.yudina@botgard.uran.ru
Россия, Ekaterinburg, 620144

L. Ivanov

Botanical Garden, Ural Branch

Email: Polina.yudina@botgard.uran.ru
Россия, Ekaterinburg, 620144

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2017

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».