Состав жирных кислот липидов высших сосудистых растений арктических тундр Западного Шпицбергена

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследовали фракционный состав жирных кислот (ЖК) липидов, выявлены основные направления их участия в структурно-функциональных адаптациях у доминирующих и редко встречающихся видов высших сосудистых растений арктических тундр Западного Шпицбергена. Выявлены различия по величине и изменчивости состава ЖК по фракциям: для гликолипидов – от 25 до 76%, для фосфолипидов – 10–28%, для нейтральных липидов – 7–57%. Установлена взаимосвязь между жирнокислотным составом разных фракций липидов и показателем “активность вида” у растений разного географического происхождения и экологии. Основные направления адаптации, связанные с липидной составляющей у арктических растений, включают участие насыщенных и ненасыщенных ЖК в разных соотношениях в зависимости от эколого-географических особенностей видов. Отмечено разнообразие ЖК с очень длинной цепью во фракционном жирнокислотном составе липидов у всех арктических растений. Показано, что в обеих адаптивных стратегиях: “избегание” и “адаптация” активно участвует липидная составляющая, которая обеспечивает соответствующую функциональную активность вида и его представленность в арктических тундрах Западного Шпицбергена.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Е. Ф. Марковская

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Петрозаводский государственный университет”

Author for correspondence.
Email: volev10@mail.ru
Russian Federation, Петрозаводск

Н. Ю. Шмакова

Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина – обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр” Российской академии наук

Email: volev10@mail.ru
Russian Federation, Апатиты

А. А. Зорина

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Петрозаводский государственный университет”

Email: volev10@mail.ru
Russian Federation, Петрозаводск

References

  1. Чернов Ю.И. Экология и биогеография. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2008. 580 с.
  2. Матвеева Н.В. Зональность в растительном покрове Арктики // Труды БИН им. В.Л. Комарова РАН. СПб, 1998. Вып. № 21. 219 с.
  3. Körner Ch. Alpine Plant Life: Functional Plant Ecology of High Mountain Ecosystems. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2003. 360 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-18970-8
  4. Penfield S. Temperature perception and signal transduction in plant // New Phytol. 2008. V. 179. P. 615. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2008.02478.x
  5. Марковская Е.Ф., Шмакова Н.Ю. Растения и лишайники Западного Шпицбергена: экология, физиология. Петрозаводск: ПетрГУ, 2017. 270 с.
  6. Марковская Е.Ф., Розенцвет О.А., Шмакова Н.Ю., Зорина А.А., Ильинова М.А. Участие липидов в адаптации высших сосудистых растений к условиям Западного Шпицбергена // Журнал общей биологии. 2021. Т. 82. № 6. С. 419. https://doi.org/10.31857/S0044459621060063
  7. Wallis J.G., Browse J. Mutants of Arabidopsis reveal many roles for membrane lipids // Prog. Lipid Res. 2002. V. 41. P. 54. https://doi.org/10.1016/S0163-7827(01)00027-3
  8. Upchurch R.G. Fatty acid unsaturation, mobilization, and regulation in the response of plant to stress // Biotechnol. Lett. 2008. V. 30. P. 967. https://doi.org/10.1007/s10529-008-9639-z
  9. 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 Lebeb., Picea obovata L. и Pinus sylvestris L. // Химия растительного сырья. 2009. № 2. С. 71.
  10. Nokhsorov V.V., Dudareva L.V., Petrov K.A. Content and composition of lipids and their fatty acids in needles of Pinus sylvestris L. and Picea obovate Ledeb. upon cold hardening in the cryolithozone of Yakutia // Russ. J. Plant Physiol. 2019. V. 66. P. 548. https://doi.org/10.1134/S1021443719040101
  11. Семенов А.В., Анциферова А.Р., Давыдов А.А. Климат Баренцбурга. Изменения основных характеристик за последние 40 лет (по данным наблюдений зональной гидрометобсерватории “Баренцбург”) // Материалы II Международной конференции “Комплексные исследования природы Шпицбергена”. Апатиты, 2002. Вып. 2. С. 139.
  12. Rǿnning O.I. The Flora of Svalbard. Oslo: Norsk Polarinstitutt, 1996. 184 p.
  13. Шуляковская Т.А., Ильинова М.К., Карелина Т.В. Липидный состав тканей ствола Betula pendula и B. pendula var. carelica (Betulaceae) // Растительные ресурсы. 2014. Т. 50. № 1. С. 94.
  14. Юрцев Б.А. Флора Сунтар-Хаята: Проблемы истории высокогорных ландшафтов Северо-Востока Сибири. 1968. Л.: Наука, 235 с.
  15. Королева Н.Е., Константинова Н.А., Белкина О.А., Давыдов Д.А., Лихачев А.Ю., Савченко А.Н., Урбанавичене И.Н. Флора и растительность побережья залива Грен-фьорд (архипелаг Шпицберген). Апатиты, 2008. 132 с.
  16. Коросов А.В. Специальные методы биометрии. Петрозаводск: ПетрГУ, 2007. 364 с.
  17. Шитиков В.К., Розенберг Г.С. Рандомизация и бутстреп: статистический анализ в биологии и экологии с использованием R. Тольятти: Кассандра, 2013. 314 с.
  18. Лось Д.А. Десатуразы жирных кислот. М.: Научный мир, 2014. 372 с.
  19. Filek M., Gzyl B., Laggner P., Kriechbaum M. Effect of indole-3-acetic acid on surface properties of the wheat plastid lipids // J. Plant Physiol. 2005. V. 162. P. 245. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2004.07.013
  20. Zhukov A.V. Very long-chain fatty acids in composition of plant membrane lipids // Russ. J. Plant Physiol. 2018. V. 65. P. 784. https://doi.org/10.1134/S1021443718050187
  21. Джамеев В.Ю. Фосфолипидный сигналинг у растений // Вiсник Харкiвського нацiонального аграрного унiверситету. Серiя бiологiя. 2014. № 3 (33). С. 80.
  22. Nakamura Y. Plant phospholipid diversity: emerging functions in metabolism and protein–lipid interactions // Trends Plant Sci. 2017. V. 22. P. 1027. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2017.09.002
  23. Chapman K.D., Dyer J.M., Mullen R.T. Biogenesis and functions of lipid droplets in plants // J. Lipid Res. 2012. V. 53. P. 215. https://doi.org/10.1194/jlr.R021436
  24. Юровицкий В.Г., Сидоров В.С. Эколого-биохимический мониторинг и эколого-биохимическое тестирование в районах экологического неблагополучия // Известия РАН. Сер. Биология. 1993. № 1. С. 74.
  25. Шмакова Н.Ю., Марковская Е.Ф., Морозова К.В., Ермолаева О.В., Литвинова Т.И. Пути адаптации Stellaria humifusa на приморских территориях Западного Шпицбергена // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2022. Т. 27. № 2. С. 294. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2022-27-2-294-304
  26. Живетьев М.А., Дударева Л.В., Краснобаев В.А., Граскова И.А., Войников В.К. Содержание жирных кислот и активность десатураз у манжетки городковатой Alchemilla subcrenata Buser в зависимости от суточных колебаний температур // Известия Иркутского государственного университета. Серия “Биология. Экология”. 2011. Т. 4. № 3. С. 3.
  27. Murakami Y., Tsuyama M., Kobayashi Y., Kodama H., Iba K. Trienoic fatty acids and plant tolerance of high temperature // Science. 2000. V. 287. P. 476. https://doi.org/10.1126/science.287.5452.476
  28. Семихатова О.А. Эколого-физиологические исследования темнового дыхания растений: прошлое, настоящее, будущее // Ботанический журнал. 2000. Т. 85. № 4. С. 15.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Dendrogram of similarity of higher vascular plants of Western Svalbard in composition and content of glycolipids, obtained by the nearest neighbor method with applied estimates of bootstrap probabilities of branches (dotted clusters with confidence probability > 95%): Ox_dig - Oxyria digyna; C_al – Cerastium alpinum; S_ac – Silene acaulis; St_h – Stellaria humifusa; R_sul – Ranunculus sulphureus; S_cer – Saxifraga cernua; Sax_ces – Saxifraga cespitosa; Sal_p – Salix polaris; B_n – Betula nana; Dr_oct – Dryas octopetala; Vac_ul – Vaccinium uliginosum.

Download (114KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dendrogram of similarity of higher vascular plants of Western Svalbard in composition and content of phospholipids: Ox_dig – Oxyria digyna; C_al – Cerastium alpinum; S_ac – Silene acaulis; St_h – Stellaria humifusa; R_sul – Ranunculus sulphureus; S_cer – Saxifraga cernua; Sax_ces – Saxifraga cespitosa; Sal_p – Salix polaris ; B_n – Betula nana; Dr_oct – Dryas octopetala; Vac_ul – Vaccinium uliginosum.

Download (106KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dendrogram of similarity of higher vascular plants of Western Svalbard in composition and content of neutral lipids: Ox_dig – Oxyria digyna; C_al – Cerastium alpinum; S_ac – Silene acaulis; St_h – Stellaria humifusa; R_sul – Ranunculus sulphureus; S_cer – Saxifraga cernua; Sax_ces – Saxifraga cespitosa; Sal_p – Salix polaris ; B_n – Betula nana; Dr_oct – Dryas octopetala; Vac_ul – Vaccinium uliginosum.

Download (97KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences