Изучение фотосинтетического метаболизма углерода
у Robinia pseudoacacia L. и Triticum aestivum L: генетический подход

Аннотация. Постепенное увеличение концентрации углекислого газа в воздухе приводит к значительным климатическим изменениям. Растения обеспечивают фиксацию атмосферного диоксида углерода, способствуя включению неорганического углерода в круговорот органических веществ в процессе фотосинтеза, а также снижению парникового эффекта. Одним из ключевых ферментов, обеспечивающих этот процесс, является RuBisCO. Цель работы – оценить экспрессию большой субъединицы гена RuBisCO (RbcL) у лесных и культурных растений, произрастающих в условиях засухи, в различные фазы вегетативного периода. У двух популяций Robinia pseudoacacia L. (Кировское лесничество и питомник ФНЦ агроэкологии РАН) и двух сортов Triticum aestivum L. (Камышанка 4 и Еланская) были отобраны образцы листьев в разные фазы вегетационного цикла. Из листьев была выделена РНК и с помощью метода ОТ-ПЦР-РВ проведена оценка экспрессии RbcL с подобранной нами универсальной парой праймеров. Разница в экспрессии RbcL на стадии озеленения между двумя популяциями R. pseudoacacia, произрастающими в условиях засухи, составила 8%. При этом медианное значение порогового цикла амплификации у популяции робинии в питомнике ФНЦ агроэкологии РАН было выше в 1,07 раз, таким образом, экспрессия RuBisCO была ниже. У сорта T. aestivum Камышанка 4 на стадии кущения пороговый цикл амплификации был выше в 1,13 раз (p < 0,05) по сравнению с сортом Еланская, следовательно экспрессия RbcL была ниже. Сравнение экспрессии внутри сорта между тремя стадиями развития показало достоверные различия на всех трех стадиях для каждого сорта. Сопоставление данных об экспрессии RbcL с урожайностью позволяет предположить, что более высокий уровень экспрессии RbcL ассоциирован с большей урожайностью.
Ключевые слова: Robinia pseudoacacia L., Triticum aestivum L., диоксид углерода, RuBisCO, экспрессия генов.
Финансирование. Исследование выполнено в рамках No 04/ВИП ГЗ (соглашение No 165-15-2023-004 от 01.03.2023 года) «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ» по теме «Оценка экосистемных потоков парниковых газов и аккумуляции углерода в агролесоландшафтах, формирующихся в засушливых условиях юга России, для разработки адаптивных мероприятий в борьбе с опустыниванием и деградацией земель»
Благодарности. Благодарим лабораторию селекции, семеноводства и питомниководства ФНЦ агроэкологии РАН за помощь в сборе образцов пшеницы и предоставление данных об урожайности. Цитирование. Крылов П.А., Зыбинская П.А., Абдулова А.А. Изучение фотосинтетического метаболизма углерода у Robinia pseudoacacia L. и Triticum aestivum L: генетический подход// Научно-агрономический журнал. 2023. 4(123). С. 87-92. DOI: 10.34736/FNC.2023.123.4.013.87-92
Поступила в редакцию: 16.10.2023
Принята к печати: 07.12.2023