Ученые разработали новый метод определения эффективности фотосинтеза

Новый метод, разработанный специалистами лаборатории экологии и физиологии растений Академии биологии и биотехнологии имени Д. И. Ивановского ЮФУ, позволяет быстро и точно оценить эффективность реакций фотосинтеза для света разного цвета.

Специалисты лаборатории занимаются проблемой аноксигенного фотосинтеза — такого, при котором не образуется молекулярный кислород и не поглощается углекислый газ. Аноксигенный фотосинтез используют анаэробные фототрофные бактерии и археи. Растения используют его для поддержания накопленной биомассы без роста новых тканей. Доля аноксигенного фотосинтеза напрямую влияет на продуктивность наземных и водных растений.

Долгое время считалось, у высших растений и зеленых водорослей доля такого фотосинтеза незначительна. Однако специалисты ЮФУ доказали, что при освещении одноклеточных зеленых водорослей Chlorella vulgaris красным светом умеренной интенсивности фотосинтез может быть полностью аноксигенным.

«Хлорелла очень удобна для исследований. Фотосинтез в листьях высших растений зависит от транспирации (процесс испарения воды листьями), а та, в свою очередь, зависит от присутствия синего света. У хлореллы же никакой транспирации нет, это водный одноклеточный организм. Кроме того, измерить выделение кислорода микроскопическими водорослями в воде намного проще, чем измерить его в листьях», – пояснил заведующий лабораторией, доцент кафедры ботаники ЮФУ Владимир Лысенко.

Такого результата исследователи добились с помощью полихроматической импульсной Фурье-флуориметрии хлорофилла. Новый метод позволяет определить эффективность световых реакций фотосинтеза для света разного цвета, причем одновременно и в одном образце, что существенно повышает точность, удобство и скорость измерений. Его можно применять и для водных, и для наземных растений.

«До настоящего времени это можно было сделать с помощью полихроматических (многоцветных) флуориметров, конструкция которых основана на обычных принципах, но только последовательно – например, сначала исследовать действие красного, потом синего и потом зеленого света. Это неудобно, неточно, медленно, и к тому же требует применения редких и дорогих приборов. Для реализации нашего метода достаточно иметь компьютер со звуковой картой, стандартное ПО, фотодиод, несколько светодиодов, и несложное устройство их импульсного питания, которое может собрать любой школьник, умеющий держать паяльник в руке и располагающий парой тысяч рублей на детали», — отметил Владимир Лысенко.

Ученый уверен, что новый метод найдет широкое применение в лабораториях по всему миру.

«Наш прибор может оказаться более предпочтительным даже перед стандартными монохровматическими (одноцветными) импульсными флуориметрами, цена которых начинается от одного миллиона рублей», — добавил исследователь.

Подробнее о новом методе можно почитать в научных статьях, опубликованных в журналах Photosynthetica и Information Processing in Agriculture.

• #Ботаника