Μεταβολές στη λειτουργία της φωτοσυνθετικής συσκευής σε σχέση με την ταχύτητα εμφάνισης της υδατικής καταπόνησης

• Κύριος συγγραφέας: Κούτρα, Ελένη
• Άλλοι συγγραφείς: Γραμματικόπουλος, Γεώργιος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2015
• Θέματα: Υδατική καταπόνηση; Μεσογειακά είδη; Φωτεινές αντιδράσεις της φωτοσύνθεσης; Φθορισμός της χλωροφύλλης; Water stress; Mediterranean plant species; Light reactions of photosynthesis; Chlorophyll fluorescence; JIP-test; 572.46

Η υδατική καταπόνηση αποτελεί έναν από τους κυριότερους περιβαλλοντικούς παράγοντες περιορισμού της φυτικής ανάπτυξης και απόδοσης στα ξηρά και ημίξηρα οικοσυστήματα, συμπεριλαμβανομένων κι αυτών με μεσογειακού τύπου κλίμα. Σκοπός της παρούσας ερευνητικής εργασίας ήταν η εκτίμηση των επιδράσεων της υδατικής καταπόνησης στη φωτοχημική ικανότητα του PSII και τις φωτεινές αντιδράσεις της φωτοσύνθεσης, σε τυπικά μεσογειακά είδη. Η υδατική καταπόνηση επιτεύχθηκε τόσο εργαστηριακά εντός διαστήματος λίγων ωρών, όσο και σε ημι-φυσικές συνθήκες περιβάλλοντος σε διάστημα περίπου δύο εβδομάδων. Μετά τις δύο εβδομάδες τα φυτά επανυδατώθηκαν, με στόχο την εκτίμηση της ικανότητας ανάκαμψης από το έντονο υδατικό stress. Η ανάλυση της κινητικής της επαγωγής του φθορισμού της χλωροφύλλης a μέσω του JIP-test αποκάλυψε την άμεση επίδραση της έλλειψης νερού στη ροή των ηλεκτρονίων, όπως αυτή εκφράζεται από τις παραμέτρους ψΕο, φΕο, δRo και φRo. Επιπλέον, παρατηρήθηκε αρνητική συσχέτιση του δείκτη RWC με το συνολικό απόθεμα των ενεργών κέντρων του PSI και τους τελικούς υποδοχείς του PSI, καθώς και με τους δείκτες φωτοσυνθετικής απόδοσης PIABS & PItotal. Η μέγιστη φωτοχημική ικανότητα του PSII, φPo(=Fv/Fm) μειώθηκε μόνο σε πολύ χαμηλές τιμές RWC στις εργαστηριακές μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν, ενώ στις ημι-φυσικές συνθήκες η μείωση του φPo την δεύτερη εβδομάδα της υδατικής καταπόνησης συνοδεύτηκε από αυξημένη θερμική απόσβεση της απορροφούμενης ενέργειας διεγέρσεως. Η ανάπτυξη του υδατικού stress σε ημι-φυσικές συνθήκες οδήγησε επίσης στη μεταβολή των ειδικών ενεργειακών ροών ανά δραστικό ενεργό κέντρο του PSII, πιθανώς λόγω της μερικής αδρανοποίησης ενεργών κέντρων στις συνθήκες αυτές. Επιπλέον, καταγράφηκε αύξηση του φθορισμού στα 300 μsec (Σημείο Κ), ένα φαινόμενο που συνδέεται με καταστολή της λειτουργίας του συμπλόκου έκλυσης οξυγόνου. Οι εν λόγω μεταβολές δεν παρατηρήθηκαν στον ίδιο βαθμό στις εργαστηριακές μετρήσεις, γεγονός που πιθανώς οφείλεται στη σταδιακή ανάπτυξη της ξηρασίας και τη συνδυαστική δράση της έλλειψης νερού, της υψηλής θερμοκρασίας και των υψηλών εντάσεων φωτός κάτω από φυσικές συνθήκες περιβάλλοντος. Από την πρώτη κιόλας ημέρα μετά την επανυδάτωση των φυτών, όλες οι παράμετροι του JIP-test άρχισαν να επανακάμπτουν. Ωστόσο, εντοπίστηκαν διαφορές στην ταχύτητα επαναφοράς μεταξύ των διαφορετικών ειδών. Συνολικά, τα ευρήματα μας υποδεικνύουν καταστολή των φωτεινών αντιδράσεων της φωτοσύνθεσης σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης, μεταβολή η οποία αντιστράφηκε γρήγορα στα πειράματά μας. Θα μπορούσε λοιπόν, να θεωρηθεί ως ένας μηχανισμός προσαρμογής που εξασφαλίζει στα μεσογειακά είδη που μελετήθηκαν την διατήρηση της λειτουργικότητας της φωτοσυνθετικής συσκευής, ακόμη και σε συνθήκες έντονης υδατικής καταπόνησης.