Везде

RAS BiologyЛесоведение Forest Science

  • ISSN (Print) 0024-1148
  • ISSN (Online) 3034-5359

Changes in Physiological and Biochemical Parameters in the Kidneys of Siberian Larch during the Change of Phenological Phases in the Middle Taiga of the Komi Republic

You can
PII
S30345359S0024114825010102-1
DOI
10.7868/S3034535925010102
Publication type
Article
Status
Published
Authors
G. N. Tabalenkova
  • Affiliation: Institute of Biology Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
R. V. Malyshev
  • Affiliation: Institute of Biology Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
M. S. Atojan
  • Affiliation: Institute of Biology Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Volume/ Edition
Volume / Issue number 1
Pages
124-135
Abstract
The paper includes the results of physiological and biochemical studies of L. sibirica vegetative buds in the taiga zone of the Komi Republic (Russia). The change in the phenological state of L. sibirica during the dormancy period and the transition to vegetative period is accompanied by a significant alteration of metabolism. In the autumn-winter period, the buds of L. sibirica synthesise a large amount of cryoprotective compounds such as soluble sugars, soluble protein and free amino acids. During this period, the buds also contain a considerable quantity of unsaturated fatty acids (about 60% of the sum of all fatty acids), mainly linoleic and oleic fatty acids. The beginning of the sap flow period is marked by a gradual increase in content of sugars and soluble proteins which reach tmaximum values towards the end of April. The fatty acid composition of the buds changed significantly. The content of the unsaturated FAs decreased significantly and the one of the saturated FAs increased, indicating the activation of a fatty acid synthase, the final product of which is palmitic acid. The water content and the share of freezing water in buds decreases to 45% and 16%, respectively, in December. The low water content and the presence of a significant fraction of non-freezing water allows us to be certain about the development of quite sufficient cryo-resistance in larch bud tissues against low negative temperatures in the autumnwinter period. The biochemical changes in the buds adapting to low temperatures are primarily aimed at changing the state of water whereby its phase transitions become relatively safe.
Keywords
лиственница сибирская растворимые углеводы белок свободные аминокислоты жирные кислоты оводненность фенологическое состояние
Date of publication
31.12.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
17

References

  1. 1. Алаудинова Е.В., Симкина С.Ю., Миронов П.В. Сезонные изменения содержания воды в меристематических тканях почек Picea obovata L. и Pinus sylvestris L. и ее распределение в клетках // Хвойные бореальной зоны. XXIV. № 4-5. 2007. С. 487-491.
  2. 2. Алаудинова Е.В., Миронов П.В. Липиды меристем лесообразующих хвойных пород центральной Сибири в условиях низкотемпературной адаптации. 2. Особенности метаболизма жирных кислот фосфолипидов меристем Larix sibirica Ledeb., Picea obovata L. и Pinus sylvestris L. // Химия растительного сырья. 2009. № 2. С. 71-76.
  3. 3. Алаудинова Е.В., Симкина С.Ю., Миронов П.В. Водорастворимые вещества меристем почек Picea obovata L. и Pinus sylvestris L.: содержание, состав и свойства при формировании состояния низкотемпературной устойчивости // Сибирский экологический журнал. 2010. № 2. С. 227-333.
  4. 4. Алаудинова Е.В., Миронов П.В., Тарнопольская В.В., Сировецкая Д.В. Низкомолекулярные углеводы вегетативных органов лиственницы сибирской // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: мат-лы VII Всероссийской конференции с международным участием. Барнаул, 24-28 апреля 2017. С. 43-45.
  5. 5. Архив погоды в г. Сыктывкаре [Электронный ресурс] // rp5.ru Расписание погоды. URL: https://rp5.ru/ (дата обращения: 10.03.2023).
  6. 6. Верещагин А.Г. Липиды в жизни растений. М.: Наука, 2007. 78 с.
  7. 7. Берестовой М.А., Павленко О.С., Голденкова-Павлова И.В. Десатуразы жирных кислот растений: роль в жизнедеятельности растений и биотехнологический потенциал // Успехи современной биологий. 2019. Т. 139. № 4. С. 338-351.
  8. 8. Епринцев А.Т., Федорина О.С., Бессмельцева Ю.С. Реакция малатдегидрогеназной системы мезофилла и обкладки кукурузы на солевой стресс // Физиология растений. 2011. Т. 58. № 3. С. 384-390.
  9. 9. Живетьев М.А., Граскова И.А., Дударева Л.В. и др. Динамика сезонных изменений жирнокислотнго состава, степени ненасыщенности жирных кислот и активности ацил-липидных десатураз в тканях некоторых лекарственных растений, произрастающих в условиях Предбайкалья // Химия растительного сырья. 2011. № 4. С. 223-230.
  10. 10. Кузнецов В.В., Шевякова Н.И. Пролин при стрессе: биологическая роль, метаболизм регуляция // Физиология растений. 1999. Т. 46. № 2. С. 321-336.
  11. 11. Леса Республика Коми / Под ред. Г.М. Козубова, А.И. Таскаева. М.: Дизайн. Информация. Картография, 1999. С. 87-90.
  12. 12. Лось Д.А. Структура, регуляция экспрессии и функционирование десатураз жирных кислот // Успехи биологической химии. 2001. Т. 41. С. 163-198.
  13. 13. Лось Д.А. Десатуразы жирных кислот. М.: Научный мир, 2014. С. 18-30.
  14. 14. Макаренко С.П., Коненкина Т.А., Суворова Г.Г., Оскорбина М.В. Сезонные изменения жирнокислотного состава липидов хвои Pinus sylvestris // Физиология растений. 2014. Т. 61. № 1. С. 129-134.
  15. 15. Малышев Р.В. Определение свободной и связанной воды в растительных тканях с различным осмотическим давлением, сравнительный анализ метода высушивания над водоотнимающей средой и дифференциальной сканирующей калориметрии // Успехи современной биологии. 2021. Т 141. № 2. С. 164-171.
  16. 16. Маслова Т.Г., Мамушина Н.С., Шерстнева О.А. Структурно-функциональные изменения фотосинтетического аппарата у зимневегетирующих хвойных растений в различные сезоны года // Физиология растений. 2009. Т. 56. № 5. С. 672-681.
  17. 17. Михович Ж.Э., Пунегов В.В., Груздев И.В., Рубан Г.А., Зайнуллина К.С. Биохимическая характеристика свербиги восточной (Bunias orientalis L.) при культивировании на севере // Известия Самарского научного центра РАН. 2017. Т. 19. № 2. С. 478-481.
  18. 18. Нохсоров В.В., Дударева Л.В., Чепалов В.А. и др. Свободные жирные кислоты и адаптация организмов к холодному климату Якутии // Вестник БГСХА им. В.Р. Филиппова. 2015. Т. 38. № 1. С. 127-134.
  19. 19. Паутова Н.В. Особенности фенологического развития и адаптации лиственницы сибирской в условиях европейского Северо-Востока // Известия Самарского научного центра РАН. 2011 Т. 13 № 1. С. 1020-1023.
  20. 20. Пахарькова Н.В., Гетте И.Г., Андреева Е.Б., Сорокина Г.А. Особенности перехода в состояние зимнего покоя голосеменных и покрытосеменных древесных растений // Вестник КрасГАУ. 2013. № 6. С. 186-191.
  21. 21. Пахарькова Н.В., Михальчук Я.П., Андреева Е.Б. Влияние температурного фактора на зимний покой хвойных на территории заповедника “Столбы” // Вестник КрасГАУ. 2016. № 6. С. 9-14.
  22. 22. Романова И.М., Живетьев М.А., Дудаева Л.В., Граскова И.А. Динамика жирнокислотного состава и активности ацил-липидных десатураз в хвое Pinus sylvestris L., произрастающей в Иркутской области // Химия растительного сырья. 2016. № 2. С. 61.
  23. 23. Трунова Т.И. Растение и низкотемпературный стресс. М.: Наука, 2007. 54 с.
  24. 24. Туманов И.И. Физиология закаливания и морозостойкости растений. М.: Наука, 1979. 352 с.
  25. 25. Alberto F.J., Aitken S.N., Alia R. Potential for evolutionary responses to climate change - evidence from tree populations // Global Change Biology. 2013. V. 19. № 6. P. 1645-1661.
  26. 26. Duan B., Yang Y., Lu Y., Li C., Korpelainen H., Berninger F. Interactions between water deficit, ABA, and provenances in Picea asperata // J. of Experimental Botany. 2007. V. 58. № 11. P. 302-305.
  27. 27. Durzan D.J. Arginine, scurvy, and Jacques Cartier's “tree of life” // J. of Ethnobiology and Ethnomedicine. 2009. № 5. P. 5. https://doi.org/10.1186/1746-4269-5-5
  28. 28. Feurtado J.A., Ambrose S.J., Cutler A.J. et al. Dormancy termination of western white pine (Pinus monticola DOUGL. Ex D. Don) seeds is associated with changes in abscisic acid metabolism // Planta. 2004. V. 218. № 4. P. 630-639.
  29. 29. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding // Analytical Biochemistry. 1976. V. 72. № 1-2. P. 248.
  30. 30. Li-Beisson Y., Nakamura Y., Harwood J. Lipids: from chemical structures, biosynthesis, and analyses to industrial applications // Lipids in Plant and Algae Development. 2016. V. 1. P. 1-18.
  31. 31. Los D.A., Murata N. Membrane fluidity and its roles in the perception of environmental signals // Biochim Biophys Acta. 2004. № 1-2. P. 142-157.
  32. 32. Los D.A., Mironov K.S., Allakhverdiev S.I. Regulatory role of membrane fluidity in gene expression and physiological functions // Photosynthesis Research. 2013. № 2-3. P. 489-509.
  33. 33. Myking T. Interrelation between respiration and dormancy in buds of three hardwood species with different chilling requirements for dormancy release // Tress. 1998. V. 12. № 4. P. 224-229. https://doi.org/10.S004680050144
  34. 34. Oguist G., Huner N.P.A. Photosynthesis of Overwintering Evergreen Plants // Annual Review of Plant Biology. 2003. V. 54. № 1. P. 329-355.
  35. 35. Roosens N.H., Willen R., Li Y. et al. Proline metabolism in the wild-type and in a salt-tolerant mutant of Nicotiana plumbaginifolia studied by 13 C-nuclear magnetic resonance imaging // Plant Physiology. 1999. V. 121. P. 1290.
  36. 36. Sakai A. Freezing avoidance mechanism of primordial shoots of conifer buds // Plant and Cell Physiology. 1979. V. 20. № 7. P. 1381.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library