Ви є тут

Головна » 2026 » АГРОБІОЛОГІЯ №1 2026

Функціональний стан фотосинтетичного апарату хлоротичних листків буряків цукрових

Урожайність та якість коренеплодів буряку цукрового залежить від ефективності фотосинтетичної діяльності листкового апарату, який є основним постачальником асимілятів для формування цукрів у коренеплодах. Хлороз листків – фізіологічне порушення, що проявляється у втраті листками зеленого забарвлення внаслідок зниження вмісту хлорофілу і призводить до зниження продуктивності культури. Метою дослідження було оцінити функціональний стан фотосинтетичного апарату листків буряків цукрових із ознаками хлорозу методом індукції флуоресценції хлорофілу (OJIP-тест) і встановити зв’язок параметрів флуоресценції хлорофілу з вмістом пігментів та індивідуальною продуктивністю рослин. Польові дослідження проводили у зоні нестійкого зволоження Правобережного Лісостепу України у 2023−2025 рр. Вимірювання індукції флуоресценції хлорофілу проводили портативним флуориметром «Флоратест» на повністю розвинених листках середнього ярусу. Перед вимірюванням листки адаптували до темряви впродовж 30 хв за допомогою спеціальних кліпс. Реєстрацію кривих OJIP здійснювали за інтенсивності актинічного світла 3000 мкмоль фотонів·м⁻²·с⁻¹ впродовж 1 с. Показник Fv/Fm, що характеризує максимальний квантовий вихід первинних фотохімічних реакцій ФСII, є найбільш інформативним параметром для оцінки функціонального стану фотосинтетичного апарату. Встановлено, що хлоротичні (повністю білі) листки характеризуються критичним зниженням максимальної флуоресценції (Fm) на 57–81 % та варіабельної флуоресценції (Fv) на 60–86 % порівняно з нормально забарвленими листками. Показник максимального квантового виходу ФСII (Fv/Fm) у хлоротичних листків становив 0,50–0,91 проти 0,96 у нормальних, що свідчить про суттєве порушення первинних фотохімічних реакцій. Виявлено тісний кореляційний зв’язок між вмістом хлорофілу та параметрами флуоресценції (r=0,97). Хлоротичні рослини формували коренеплоди з масою на 45–78 % меншою та цукристістю на 2,1–4,8 % нижчою порівняно з нормальними рослинами. OJIP-тест є ефективним експрес-методом діагностики функціонального стану фотосинтетичного апарату та прогнозування продуктивності буряку цукрового.

Ключові слова: хлороз листя, флуоресценція хлорофілу, OJIP-тест, Fv/Fm, фотосистема II, продуктивність, цукристість.

ПРИСЯЖНЮК О.І.


МАЛЯРЕНКО О.А.


ЧЕРНЯК М.О. https://orcid.org/0009-0004-4718-5978


МУСІЧ В.В.


ВОРОНЕНКО О.В. https://orcid.org/0000-0002-5022-8017


ГОНЧАРУК О.М. https://orcid.org/0000-0002-7740-1334


Посилання: 
1. USDA Foreign Agricultural Service. Ukraine: Sugar Annual. 2024. URL: https://apps.fas.usda. gov/newgainapi/api/Report/DownloadReportByFileName?fileName=Sugar%20Annual_Kyiv_Ukraine_ UP2024-0010.pdf
2. Роїк М.В., Гізбуллін Н.Г., Сінченко В.М. Буряк цукровий: селекція, технологія, переробка. Київ: ФОП Корзун Д.Ю., 2020. 560 с.
3. Miller G.W., Pushnik J.C., Welkie G.W. Iron chlorosis, a worldwide problem, the relation of chlorophyll biosynthesis to iron. Journal of Plant Nutrition. 1984. 7(1–5). P. 1–22. DOI: 10.1080/01904168409363172
4. Положенець В.М., Станкевич С.В., Немерицька Л.В., Кабанець В.В. Хвороби цукрових буряків і захист від них: навч. посібник. Житомир: ПП Рута, 2025. 112 с.
5. Morales F., Abadía A., Abadía J. Chlorophyll fluorescence and photon yield of oxygen evolution in iron-deficient sugar beet (Beta vulgaris L.) leaves. Plant Physiology. 1991. 97(3). P. 886–893. DOI: 10.1104/pp.97.3.886
6. Stirbet A., Govindjee. On the relation between the Kautsky effect (chlorophyll a fluorescence induction) and Photosystem II: basics and applications of the OJIP fluorescence transient. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 2011. 104(1–2). P. 236–257. DOI: 10.1016/j.jphotobiol.2010.12.010
7. Tsimilli-Michael M. Revisiting JIP-test: An educative review on concepts, assumptions, approximations, definitions and terminology. Photosynthetica. 2020. 58. P. 275–292. DOI: 10.32615/ps.2019.150
8. Stirbet A., Lazár D., Kromdijk J., Govindjee G. Chlorophyll a fluorescence induction: Can just a one-second measurement be used to quantify abiotic stress responses? Photosynthetica. 2018. 56(1). P. 86–104. DOI: 10.1007/s11099-018-0770-3
9. Strasser R.J., Tsimilli-Michael M., Srivastava A. Analysis of the chlorophyll a fluorescence transient. Chlorophyll a Fluorescence: Advances in Photosynthesis and Respiration. Springer, Dordrecht, 2004. 19. DOI: 10.1007/978-1-4020-3218-9_12
10. Chlorophyll a fluorescence as a tool to monitor physiological status of plants under abiotic stress conditions / H.M. Kalaji et al. Acta Physiologiae Plantarum. 2016. 38. 102 p. DOI: 10.1007/s11738- 016-2113-y
11. Baker N.R. Chlorophyll fluorescence: a probe of photosynthesis in vivo. Annual Review of Plant Biology. 2008. 59. P. 89–113. DOI: 10.1146/annurev.arplant.59.032607.092759
12. Maxwell K., Johnson G.N. Chlorophyll fluorescence – a practical guide. Journal of Experimental Botany. 2000. 51(345). P. 659–668. DOI: 10.1093/ jexbot/51.345.659
13. Frequently asked questions about chlorophyll fluorescence, the sequel / H.M. Kalaji et al. Photosynthesis Research. 2017. 132(1). P. 13–66. DOI: 10.1007/s11120-016-0318-y
14. Wintermans J.F.G.M., De Mots A. Spectrophotometric characteristics of chlorophylls a and b and their pheophytins in ethanol. Biochimica et Biophysica Acta. 1965. 109(2). P. 448–453. DOI: 10.1016/0926-6585(65)90170-6
15. Методики проведення досліджень у буряківництві / М.В. Роїк та ін. Київ: ФОП Корзун Д.Ю., 2014. 374 с.
16. Lazár D. The polyphasic chlorophyll a fluorescence rise measured under high intensity of exciting light. Functional Plant Biology. 2006. 33(1). P. 9–30. DOI: 10.1071/FP05095
17. Nishio J.N., Terry N. Iron nutrition-mediated chloroplast development. Plant Physiology. 1983. 71(3). P. 688–691. DOI: 10.1104/pp.71.3.688
18. Murchie E.H., Lawson T. Chlorophyll fluorescence analysis: a guide to good practice and understanding some new applications. Journal of Experimental Botany. 2013. 64(13). P. 3983–3998. DOI: 10.1093/jxb/ert208
19. Pereira W.E., de Siqueira D.L., Martinez C.A., Puiatti M. Gas exchange and chlorophyll fluorescence in four citrus rootstocks under aluminium stress. Journal of Plant Physiology. 2000. 157(5). P. 513–520. DOI: 10.1016/S0176-1617(00)80106-6
20. Bussotti F., Gerosa G., Digrado A., Pollastrini M. Selection of chlorophyll fluorescence parameters as indicators of photosynthetic efficiency in large scale plant ecological studies. Ecological Indicators. 2020. 108. 105686. DOI: 10.1016/j. ecolind.2019.105686
21. Schansker G., Tóth S.Z., Strasser R.J. Methylviologen and dibromothymoquinone treatments of pea leaves reveal the role of photosystem I in the Chl a fluorescence rise OJIP. Biochimica et Biophysica Acta. 2005. 1706. P. 250–261. DOI: 10.1016/j.bbabio.2004.11.006
22. Tóth S.Z., Schansker G., Strasser R.J. A non-invasive assay of the plastoquinone pool redox state based on the OJIP-transient. Photosynthesis Research. 2007. 93(1–3). P. 193–203. DOI: 10.1007/ s11120-007-9179-8
23. Morales F., Abadía A., Abadía J. Characterization of the xanthophyll cycle and other photosynthetic pigment changes induced by iron deficiency in sugar beet (Beta vulgaris L.). Plant Physiology. 1990. 94(2). P. 607–613. DOI: 10.1104/pp.94.2.607
24. Larbi A., Abadía A., Morales F., Abadía J. Fe resupply to Fe-deficient sugar beet plants leads to rapid changes in the violaxanthin cycle and other photosynthetic characteristics without significant de novo chlorophyll synthesis. Photosynthesis Research. 2004. 79(1). P. 59–69. DOI: 10.1023/B:PRES.00000 11919.35309.5e
25. Terry N., Zayed A.M. Physiology and biochemistry of leaves under iron deficiency. Iron Nutrition in Soils and Plants. Developments in Plant and Soil Sciences. Springer, Dordrecht, 1995. 59. DOI: 10.1007/978-94-011-0503-3_41
26. Prompt chlorophyll fluorescence as a tool for crop phenotyping: an example of barley landraces exposed to various abiotic stress factors / H.M. Kalaji et al. Photosynthetica. 2018. 56. P. 953–961. DOI: 10.1007/s11099-018-0766-z
Завантажити статью: 
ДолученняРозмір
PDF icon prysuagnuk_1-2026.pdf1.22 МБ
Рік: 
2026
АГРОБІОЛОГІЯ №1 2026