Исследователи БФУ им. И. Канта изучают механизмы адаптации растений Куршской косы к неблагоприятным природным условиям
Исследователи-биологи института живых систем БФУ им. И. Канта изучают защитные механизмы дикорастущих растений экосистем дюн Куршской косы к внешним неблагоприятным условиям (абиотические факторы). В частности, большой интерес для ученых представляет чина приморская (Lathyrus maritimus Bigel), испытывающая постоянное воздействие ультрафиолетовых лучей, влажности, воздействие соли, низких температур и др. Растение по праву можно считать эталоном экологической устойчивости. Однако механизм такой защитной адаптации до сих пор не исследован. Чина приморская произрастает со стороны моря и подветренной стороны авандюн Куршской косы. Цветет в июне – августе, а плодоносит в августе – сентябре. Редко ее используют в качестве корма для крупного рогатого скота. В отличие от других бобовых, чина не культивируется, частично из-за недостаточной изученности её питательной и антиоксидантной ценности и возможного присутствия токсинов. Однако, по мнению сотрудников Лаборатории природных антиоксидантов института живых систем, растение, благодаря своим антиоксидантным свойствам, перспективно для использования в биотехнологии и сельском хозяйстве.
Примечательно, что исследования проводились непосредственно с дикорастущим растением, а не в лабораторных условиях, как это часто бывает на практике.
«Дикорастущие растения, не подвергавшиеся направленной селекции, могут существенно отличаться от модельных по конститутивному или стресс-индуцируемому уровню известных адаптивных реакций. Такие исследования дикорастущих видов позволяют расширить наши знания об общих закономерностях защитного ответа в условиях стресса», — отмечает исследователь, доцент института живых систем БФУ им. И. Канта Павел Масленников.
«В нашей работе изучалось накопление аскорбиновой кислоты (АК) и ее дериватов, а также водорастворимых антиоксидантов и антиоксидантных ферментов в листьях чины приморской. Анализировалось содержание металлов и активных форм кислорода в листьях растений с подветренной и наветренной сторон авандюны. Проводился анализ почвогрунтов (температура, влажность, ТМ), замерялись скорость ветра и влажность воздуха. Условия произрастания растений с наветренной стороны авандюны менее благоприятны, чем с подветренной: постоянное механическое воздействие ветра со стороны моря, хлоридное засоление, более низкие температуры, пониженная влажность почвогрунтов могут вызывать у растений окислительный стресс. В этих условиях накопление низкомолекулярных антиоксидантов – аскорбиновой кислоты, значительно повышает адаптацию растений к неблагоприятным условиям наветренной стороны авандюны».
Исследование ученых также показало, что уровень производных веществ аскорбиновой кислоты в значительной степени также преобладал у растений с наветренной стороны авандюны (со стороны моря). Фенологические фазы развития у этих растений наступали на одну-две недели позже, чем у растений с подветренной стороны.
Результаты исследования важны как для разработки стратегии сохранения биоценозов, так и для базы знаний о природе защитного ответа у дикорастущих растений и пределах их выживаемости при меняющихся природных условиях.
Над исследованием, поддержанным Программой повышения конкурентоспособности БФУ им. И. Канта, трудились сотрудники института живых систем БФУ им. И. Канта Павел Масленников и Елена Головина, а также студентка института Анастасия Артёменко. Результаты были опубликованы в авторитетном научном журнале Plants.