На основе изучения структурных и физиолого-биохимических характеристик почек возобновления Heracleum sosnowskyi Manden. выявлены функциональные адаптации в период подготовки растений к перезимовке. Температура замерзания воды в тканях почек возобновления в октябре составляла минус 12 оС при сохранении высокой оводнённости (более 80%). Сравнительно высокая эффективность дыхания почек возобновления при низких положительных температурах (2–5 оС) благоприятствует морфообразовательным процессам в конусе нарастания побега осенью. В период подготовки к перезимовке почки возобновления накапливали осморегуляторы – растворимые сахара, свободные аминокислоты, в том числе пролин. Ткани почек возобновления характеризовались сравнительно высоким уровнем гормонов роста цитокининов, что способствует формообразовательным процессам осенью и повышает холодоустойчивость растений. В декабре, при установлении устойчивого снежного покрова, обнаружено увеличение содержания абсцизовой кислоты – ингибитора роста и гормона покоя и снижение уровня цитокининов. Растения Н. sosnowskyi формировали почки возобновления, различающиеся по уровню содержания фотосинтетических пигментов. Наибольшее количество хлорофиллов и каротиноидов накапливали почки с зелёными покровными чешуями, наименьшее – с красно-бурыми и жёлтыми. Накопление каротиноидов в тканях зелёных почек возобновления защищает сформированный фотосинтетический аппарат в условиях низких положительных температур поздней осенью.
Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук
Изучали скорость дыхания проростков, всходов и почек возобновления борщевика Сосновского (Heracleum sosnowskyi Manden.), произрастающего в условиях среднетаежной подзоны Республики Коми. Дыхательная способность (интенсивность дыхания при 20 °С) проростков, извлеченных из-под снега в марте, была низкой, около 0.7 мг СО2/г сухой массы ч. В апреле-мае всходы, формирующие первый настоящий лист, характеризовались более высокой дыхательной способностью, около 2 мг СО2/г сухой массы ч. Сравнительный анализ температурной зависимости скорости дыхания выявил сдвиг температурного оптимума роста растений на ранних стадиях развития в соответствии с изменениями термических условий среды. Экспоненциальный рост скорости дыхания всходов отмечен при более высоких температурах (20-35 °С), чем у проростков под снегом (5-20 °С). Фазовый переход вода-лед в тканях проростков отмечен при снижении температуры до -8 °С, что говорит об их устойчивости к низким температурам ранней весной. Почки возобновления растений Н. sosnowskyi, сформированные к осени на стеблекорне, характеризовались высокой дыхательной способностью, до 5 мг СО2/г сухой массы ч. Анализ температурной зависимости скорости дыхания выявил сравнительно высокую эффективность дыхания около 2фитоценоз мг СО2/г сухой массы ч терминальных почек при низких и умеренных температурах (5-15 °С). Это может быть обусловлено поддержанием морфогенетических процессов в тканях почек в осенне-зимний период при промерзании почвы до -2 °С. В целом, показано соответствие метаболической активности молодых тканей H. sosnowskyi к температурному режиму почвы и воздуха, что обеспечивает растениям адаптацию к низким температурам в зимний период и высокие темпы роста ранней весной.