Залежність вмісту фотосинтетичних пігментів у рослинах деяких видів роду Carlina L. від умов освітлення in vitro

Abstract

Досліджено динаміку проростання насіння видів Carlina onopordifolia Besser ex Szafer, Kulcz. et Pawl., Carlina cirsioides Klokov та Carlina аcaulis L. в умовах in vitro. Встановлено, що оптимальним періодом для схожості насіння був жовтень, коли схожість насіння становила: C. аcaulis та С. cirsioides – 87,5%, С. onopordifolia – 91%. Підібрано живильні середовища для росту та вкорінення цих рослин in vitro. Визначено, що найефективнішим для процесу вкорінення досліджених рослин роду Carlina є попереднє замочування їх насіння в розчині індол-3-масляної кислоти. Проведено порівняльне дослідження вмісту фотосинтетичних пігментів у листках досліджених видів за різних світлових умов культивування in vitro. З’ясовано, що пігментний комплекс культивованих in vitro рослин суттєво реагує на зміну світлового режиму їх вирощування. Реакція рослин in vitro на світлові умови культивування залежить від біологічних особливостей видів, сформованих у результаті тривалої еволюції. Це й пояснює значні відмінності кількісного складу пігментного комплексу рослин in vitro досліджених видів за однакових світлових умов культивування. Аналіз показників вмісту та співвідношення пігментів свідчить про реакцію фотосинтетичного апарату рослин роду Carlina як на інтенсивність світлового потоку, так і на спектральний склад світла. За світлових умов 1.1 варіанту в рослин усіх видів підвищується вміст пігментів, порівняно з рослинами з природних умов росту. Для C. acaulis оптимальними виявилися світлові умови 2.1 варіанту, для виду C. onopordifolia – 1.1 варіанту. У той же час світловий режим 2 варіанту найбільше не відповідає природним потребам виду C. onopordifolia. Жоден із протестованих варіантів освітлення не відповідав потребам виду C. cirsioides, що, очевидно, пов’язано з інтенсивністю їх світлових потоків, яка виходить за межі діапазону значень, властивих для тіньовитривалих видів.

The dynamics of seed germination of species Carlina onopordifolia Besser ex Szafer, Kulcz. et Pawl., Carlina cirsioides Klokov and Carlina acaulis L. in vitro was studied. It was found that the optimal period for seed germination was October, when seed germination was: C. acaulis and C. cirsioides – 87.5%, C. onopordifolia – 91%. Nutrient media for growth and rooting of these plants in vitro were selected. It was determined that the most effective for the rooting process of the studied plants of the genus Carlina is pre-soaking their seeds in a solution of indole-3-butyric acid. A comparative study of the photosynthetic pigments content in the studied species leaves under different light conditions cultivation in vitro was performed. It was found that the pigment complex of in vitro cultivated plants significantly responds to changes in the light regime of their cultivation. The plant response in vitro to light cultivation conditions depends on the biological characteristics of species formed as a result of long-term evolution. This explains the significant differences in the quantitative composition of the pigment complex of the studied species plants in vitro under the same light conditions of cultivation. Analysis of the content and ratio of pigments indicates the reaction of the photosynthetic apparatus of plants of the genus Carlina to both the intensity of light flux and the spectral composition of light. Under light conditions of variant 1.1, the pigments content increase in all plants species, compared with plants from natural growth conditions. For C. acaulis, the light conditions of variant 2.1 were optimal, for the species C. onopordifolia – 1.1 variant. At the same time, the light regime of variant 2 does not meet the natural needs of the species C. onopordifolia the most. None of the tested lighting variants met the needs of C. cirsioides, which is apparently due to the intensity of their light fluxes, which is outside the range of values inherent in shade-tolerant species.