Изучены особенности состава жирных кислот (ЖК) и активности ацил-липидных десатураз гликолипидов в почках березы повислой (Betula pendula Roth), произрастающей на одной широте – 62° с. ш., но на разной долготе – 34° и 130° в. д., в Карелии и Якутии соответственно. Установлено, что независимо от места произрастания в зимне-весенний период в гликолипидах, входящих в состав мембран хлоропластов зачаточных органов, сформированных в почках, происходят сходные изменения. В частности, доля ненасыщенных ЖК, которые преобладают над насыщенными, увеличивается в период с января по май. Одновременно с этим повышаются значения коэффициента ненасыщенности и индекса двойной связи. В Карелии в период вынужденного покоя (январь–март) в ненасыщенных ЖК преобладали диеновые, а с повышением температуры воздуха (апрель–май) – триеновые ЖК. В Якутии наблюдалась такая же картина, но повышение доли триеновых ЖК отмечено только к началу вегетации (в мае), что очевидно связано с низкой температурой не только воздуха, но и корнеобитаемого слоя почвы в условиях многолетней мерзлоты. Выход деревьев из состояния вынужденного покоя сопровождался повышением активности ω9- и ω6-десатураз,
о чем свидетельствовали высокие значения индексов, отражающих соответственно стеароил- (SDR) и олеоил- (ODR) десатуразные отношения. Резкое увеличение индекса LDR (линолеил-десатуразных отношений) к началу вегетации позволило предположить, что увеличение доли линоленовой ЖК (вследствие усиления активности ω3-десатуразы) является одним из факторов повышения устойчивости тканей зачаточных побегов не только к перепадам температуры воздуха в весенний период, но и к изменению световых условий при распускании почек. Но если в условиях Карелии накопление линоленовой ЖК в гликолипидах зафиксировано уже в апреле, то в Якутии – только в мае. На основании полученных данных и анализа литературы авторы пришли к заключению, что в зимний период активность десатураз обусловлена главным образом общим физиологическим состоянием деревьев, а в весенний – фазой внутрипочечного развития зачаточных органов.

береза повислая; Betula pendula Roth; почки; адаптация; низкие отрицательные температуры; гликолипиды; жирные кислоты; десатуразы; Карелия; Якутия

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.

Алаудинова Е. В., Поваляева В. А., Миронов П. В. Липиды меристем лесообразующих хвойных пород Центральной Сибири в условиях низкотемпературной адаптации. 3. Особенности обмена нейтральных липидов меристем почек Larix sibirica Ledeb., Picea obovata L. и Pinus sylvestris L. // Химия растительного сырья. 2010. № 1. С. 67–74.

Ананичева М. Д., Литвиненко Т. В., Филиппова В. В. Изменение климата в республике Саха (Якутия) и его влияние на население: инструментальные измерения и наблюдения местных жителей // Географическая среда и живые системы. 2021. № 3. С. 6–21. doi: 10.18384/2712-7621-2021-3-6-21

Ветчинникова Л. В., Титов А. Ф. Пространственная и возрастная структура популяций березы повислой и карельской березы // Труды Карельского научного центра РАН. 2021. № 11. С. 22–38. doi: 10.17076/eb1501

Выводцев Н. В., Тютрин С. А. Изучение роста березы плосколистной (Betula platyphylla Suk.) // Ученые заметки ТОГУ. 2012. Вып. 3. № 1. С. 18–28.

Иванова М. В., Макаренко С. П., Суворова Г. Г. Жирнокислотный состав суммарных липидов хвои Picea obovatа в весенний период вегетации // Сибирский экологический журнал. 2018. № 2. С. 239–247. doi: 10.15372/SEJ20180208

Климатические данные регионов. ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД». http:www//meteo.ru/data (дата обращения: 04.11.2024). по: http:meteo.ru/data

Лось Д. А. Десатуразы жирных кислот. М.: Научный мир, 2014. 372 с.

Нохсоров В. В., Дударева Л. В., Петров К. А. Состав и содержание липидов и их жирных кислот в хвое Pinus sylvestris L. и Picea obovata Ledeb. при закаливании к низкой температуре в условиях криолитозоны Якутии // Физиология растений. 2019. Т. 66. № 4. С. 286–294. doi: 10.1134/S0015330319040109

Попов В. Н., Нарайкина Н. В., Пчелкин В. П. Роль ω3-ацил-липидных десатураз жирных кислот в низкотемпературном закаливании Solanum tuberosum L. // Физиология растений. 2020. Т. 67. № 5. С. 547–553. doi: 10.31857/S0015330320040120

Розенцвет О. А., Нестеров В. Н., Богданова Е. С., Гребенкина Т. М., Головко Т. К. Влияние кратковременных и продолжительных колебаний факторов среды на состав липидов Plantago media (L.) в условиях Южного Тимана // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. № 1/3. С. 791–799.

Сиймер Э. Х., Таутс О. В., Мейстер К. Э. Рассчитанные значения ЭДЦ cis-полиеновых метилен-разделенных жирных кислот. В кн.: Труды Таллинского политех. ин-та. Серия А. 1971. № 300. С. 73–78.

Скворцов К. И., Нешатаева В. Ю., Нешатаев В. Ю., Якубов В. В., Кузьмина Е. Ю., Кириченко В. Е. Новые данные о распространении березы плосколистной (Betula platyphylla Sukacz.) в Олюторском районе Корякского округа (Камчатский край) // Труды КарНЦ РАН. 2022. № 1. С. 89–97. doi: 10.17076/bg1531

Титов А. Ф., Таланова В. В. Локальное действие высоких и низких температур на растения. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2011. 166 с.

Трунова Т. И. Растение и низкотемпературный стресс. М.: Наука, 2007. 54 с. (Тимирязевские чтения, 64)

Allakhverdiev S. I., Los D. A., Murata N. Regulatory roles in photosynthesis of unsaturated fatty acids in membrane lipids // In: Wada H., Murata N., eds. Lipids in Photosynthesis: Essential and Regulatory Functions. Springer Netherlands, Dordrecht, 2009. P. 373–388.

Cook R., Lupette J., Benning C. The role of chloroplast membrane lipid metabolism in plant environmental responses // Cells. 2021. Vol. 10, no 3. Art. 706. doi: 10.3390/cells10030706

Delgado M., Roslin T., Tikhonov G., Meyke E., Lo C., et al. Differences in spatial versus temporal reaction norms for spring and autumn phenological events // PNAS. 2020. Vol. 117(49). P. 31249–31258. doi: 10.1073/pnas.2002713117

Filatov N., Baklagin V., Efremova T., Nazarova L., Palshin N. Climate change impacts on the watersheds of lakes Onego and Ladoga from remote sensing and in situ data // Inland Waters. 2019. Vol. 9, no 2. P. 130–141. doi: 10.1080/20442041.2018.1533355

Grimberg Å., Lager I., Street N. R., Robinson K. M., Marttila S., Mähler N., Ingvarsson P. K., Bhalerao R. P. Storage lipid accumulation is controlled by photoperiodic signal acting via regulators of growth cessation and dormancy in hybrid aspen // New Phytol. 2018. Vol. 219, no 2. P. 619–630. doi: 10.1111/nph.15197

He M., Ding N.-Z. Plant unsaturated fatty acids: Multiple roles in stress response // Front. Plant Sci., Sec. Plant Physiol. 2020. Vol. 11. Art. 562785 doi: 10.3389/fpls.2020.562785

Hernández M. L., Cejudo F .J. Chloroplast lipids metabolism and function. A redox perspective // Front. Plant Sci. 2021. Vol. 12. Article number: 712022. doi: 10.3389/fpls.2021.712022

Jaworski J. G., Stumpf P. K. Fat metabolism in higher plants. Properties of a soluble stearyl-acyl carrier protein desaturase from maturing Carthamus tinctorius // Arch. Biochem. Biophys. 1974. Vol. 162. P. 158–165.

Los D. A., Mironov K. S., Allakhverdiev S. I. Regulatory role of membrane fluidity in gene expression and physiological functions // Photosynth. Res. 2013. V. 116. № 2–3. P. 489509. doi: 10.1007/s11120-013-9823-4

Lyons J. M., Wheaton T. A., Pratt H. K. Relationship between the physical nature of mitochondrial membranes and chilling sensitivity in plant // Plant Physiol. 1964. Vol. 39. P. 262–268.

Nakamura Yu., Shimizu K., Ando Ya. Gas chromatographic equivalent chain length (ECL) values of fatty acid methyl esters on a highly polar ionic liquid column, SLBIL111 // Bull. Fish. Sci. Hokkaido Univ. 2014. Vol. 64, no 1. P. 9–16.

Piispanen R., Saranpää P. Seasonal and within-stem variations of neutral lipids in silver birch (Betula pendula) wood // Tree Physiology. 2004. Vol. 24, no 9. Р. 991–999. doi: 10.1093/treephys/24.9.991

Roslin T., Antão L., Hällfors M., Meyke E., Lo C. et al. Phenological shifts of abiotic events, producers and consumers across a continent // Nat. Climate Change. 2021. Vol. 11, no 3. P. 241–248. doi: 10.1038/s41558-020-00967-7

Schenk M. F., Thienpont C.-H., Koopman W. J. M., Gilissen L. J. W. J., Smulders M. J. M. S. Phylogenetic relationships in Betula (Betulceae) based on AFLP markers // Tree Genet. Genomes. 2008. Vol. 4. P. 911–924. doi 10.1007/s11295-008-0162-0

Simola L. K., Koskimies-Soininen K. Comparison of glycolipids and plastids in callus cells and leaves of Alnus and Betula // Plant Cell Physiol. 1984. Vol. 25. P. 1329–1340.

Strimbeck G. R., Schaberg P. G., Fossdal C. G., Schröder W. P., Kjellsen T. D. Extreme low temperature tolerance in woody plants // Front Plant Sci. 2015. Vol. 6. Art. 884. doi: 10.3389/fpls.2015.00884

Theocharis A., Clément Ch., Barka E.A. Physiological and molecular changes in plants grown at low temperature // Planta. 2012. Vol. 235. P. 1091. doi: 10.1007/s00425–012–164/-y

Xiao R., Zou Y., Guo X., Li H., Lu H. Fatty acid desaturases (FADs) modulate multiple lipid metabolism pathways to improve plant resistance // Mol. Biol. Rep. 2022. Vol. 49. P. 9997–10011. doi: 10.1007/s11033-022-07568-x