Комплексный анализ воздействия ионов меди на первичные процессы фотосинтеза Scenedesmus quadricauda по результатам измерений флуоресценции хлорофилла a в суспензии и на одиночных клетках

Пирутин, С.К.; Шанк, М.А.; Цзя, Ш.; Конюхов, И.В.; Тодоренко, Д.А.; Червицов, Р.Н.; Фурсова, П.В.; Кабашникова, Л.Ф.; Плюснина, Т.Ю.; Хрущев, С.С.; Ризниченко, Г.Ю.; Рубин, А.Б.

Авторы: Пирутин С.К., Шанк М.А., Цзя Ш., Конюхов И.В., Тодоренко Д.А., Червицов Р.Н., Фурсова П.В., Кабашникова Л.Ф., Плюснина Т.Ю., Хрущев С.С., Ризниченко Г.Ю., Рубин А.Б.
Журнал: Компьютерные исследования и моделирование
Том: 17
Номер: 2
Год издания: 2025
Издательство: Автономная некоммерческая организация Ижевский институт компьютерных исследований
Местоположение издательства: Ижевск
Первая страница: 293
Последняя страница: 322
DOI: 10.20537/2076-7633-2025-17-2-293-322
Аннотация: С помощью комплекса биофизических и математических методов исследовано влияние ионов меди на первичные процессы фотосинтеза пресноводной микроводоросли Scenedesmus quadricauda. Проведена оценка воздействия меди (0,1–10 мкМ CuSO4) по индукционным кривым флуоресценции хлорофилла a, полученным как на суспензии клеток, так и на отдельных клетках водорослей после инкубации в световых и темных условиях. Установлено, что медь оказывает дозозависимое воздействие на фотосинтетический аппарат микроводорослей. Низкие (0,1 мкМ) концентрации CuSO4 по ряду параметров оказывают стимулирующие воздействие, тогда как концентрация 10 мкМ приводила к существенным нарушениям функционирования фотосистемы II. Анализ флуоресценции одиночных клеток оказался более чувствительным по сравнению с традиционными измерениями на суспензиях, позволив выявить гетерогенность реакции клеток на действие CuSO4. Анализк инетики быстрой флуоресценции хлорофилла a (JIP-тест) показал, что наибольшую чувствительность к воздействию меди проявили параметры δRo и φRo, которые достоверно отличались от контроля при воздействии не только высокой, но и средней концентрации (1 мкМ). При инкубации с CuSO4 в световых условиях снижение фотохимической активности клеток было менее выражено, чем в условиях темновой инкубации. Нормирование данных по интенсивности начальной и максимальной флуоресценции на оптическую плотность суспензии при λ=455 нм значительно повысило чувствительность метода и позволило более точно интерпретировать эти данные. Использование L1-регуляризации (LASSO) по методу наименьших углов (LARS) для спектральной мультиэкспоненциальной аппроксимации индукционной кривой позволило выявить ее временные характеристики. Результаты математической обработки полученных данных дают основание предположить, что действие ионов меди приводит к увеличению нефотохимического тушения флуоресценции, являющегося защитным механизмом рассеивания избыточной энергии возбуждения. Наблюдаемая гетерогенность реакций отдельных клеток водорослей на воздействие меди, по-видимому, является важным адаптационным механизмом, позволяющим популяции сохранять жизнеспособность в условиях стресса. Полученные данные подтверждают перспективность использования методов флуоресцентного анализа для ранней диагностики стрессовых воздействий тяжелых металлов на фотосинтезирующие организмы.
Добавил в систему: Хрущев Сергей Сергеевич

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	ИСТИНА ФИЦ ПХФ и МХ РАН
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

ИСТИНА ФИЦ ПХФ и МХ РАН

Прикрепленные файлы