Канаш Е.В.   Осипов Ю.А.   Драгавцев В.А.   Тараканов В.В.   Кальченко Л.И.   Кузьмина Т.  

Эколого-генетическая изменчивость оптических характеристик хвои сосны

Reporter: Канаш Е.В.

Одним из перспективных направлений селекции древесных видов, адаптированных к условиям, сложившимся в результате глобального потепления, является идентификация и отбор устойчивых и быстрорастущих в этих условиях генотипов (Драгавцев, 2007). Для достижения этой цели может применяться оценка генотипов по показателям активности фотосинтетического аппарата. В Агрофизическом НИИ РАСХН разрабатываются оптические, не разрушающие ткани растений, контактные и дистанционные методы диагностики состояния популяций растений. Важной составляющей этих методов является набор критериев для оценки состояния индивидуальных генотипов растений и фитоценозов в целом. С помощью спектроскопии отраженной от поверхности листа радиации видимого и ближнего инфракрасного диапазона уже сейчас можно определить емкость (способность поглощать солнечный свет) фотосинтетического аппарата растений и эффективность превращения энергии света в химическую энергию в фотохимических процессах фотосинтеза [Канаш и др., 2008]. Анализируя спектральные характеристики листьев и рассчитывая различные коэффициенты отражения (индексы), можно оценить содержание фотосинтетических пигментов (хлорофиллы и каротиноиды) и других соединений (антоцианы, флавонолы), и уловить изменение активности фотосинтетического аппарата, угнетения или адаптации растений в ответ на стрессовое воздействие среды обитания, например, действие УФ-В радиации, дефицит минерального питания или воды.
Мы применили оптические критерии для характеристики и оценки состояния сосны обыкновенной с целью выявления быстрорастущих генотипов, характеризующихся повышенной интенсивностью и эффективностью фотосинтетического аппарата. Исследования проведены на выборке 33 рамет 11 клонов сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. Возраст плантации на момент исследований - 20 лет. Для регистрации спектральных характеристик хвои применяли спектрорадиометрическую систему фирмы Ocean Optics (США), с программным обеспечением SpectraSuite, что позволяет измерить спектры отражения в диапазоне 400-1100 нм с шагом 0,3 нм. На основе этих данных были оценены различные индексы: ChlRI, отражающий содержание хлорофилла, приходящееся на единицу поверхности листа; SIPI, характеризующий отношение каротиноиды/хлорофилл; PRIмод, регистрирующий изменение состава и превращение пигментов ксантофиллового цикла, сопровождающееся выделением тепла; ARIмод и FRIмод, отражающие содержание различных фенольных соединений; R800 - показатель структуры листа, главным образом размеров межклеточного пространства и отношения площади поверхности мезофилла к площади листа.
Полученные результаты были обработаны с помощью методов расчета общей и специфической адаптивных способностей (Кильчевский, Хотылева, 1989), считающих перспективным направлением адаптивной селекции отбор генотипов по величине общей адаптивной способности с учетом стабильности (sgi ) этого свойства. Выборка изученных клонов была дифференцирована по данному показателю (для года исследования) на высоко-, средне-, и низко-адаптивные. Для каждого из оптических показателей рассчитаны коэффициенты наследуемости в широком смысле слова и меж- и внутриклоновые корреляции этих показателей с другими количественными признаками.
Отмечена перспективность использования оптических характеристик хвои для создания будущих технологий быстрой идентификации генотипов сосен по их фенотипам.

 


To reports list