ФІЗІОЛОГІЯ ТА БІОХІМІЯ РОСЛИН

Опорний конспект лекцій

1. ПРЕДМЕТ І ЗАВДАННЯ ФІЗІОЛОГІЇ РОСЛИН. ОСНОВНІ НАПРЯМКИ СУЧАСНОЇ ФІТОФІЗІОЛОГІЇ

Короткий історичний нарис розвитку фізіології рослин в Україні

Одним із засновників фізіології рослин в Україні є професор Київського університету Й.В. Баранецький (1843-1905 pp.). Його основні наукові праці присвячені вивченню проблем росту, водного режиму, анатомії рослин. Вагомий внесок у розвиток прикладної фізіології рослин в Україні вніс Є.П. Вотчал (18641937 pp.), який з 1890 р. очолив кафедру фізіології рослин та мікробіології Київського політехнічного інституту. Створив відому школу фізіологів.

В.М. Любименко (1873-1937 pp.) - один із найбільш видатних ботаніків- фізіологів, який організував фітофізіологічні лабораторії в Харкові, Києві, Криму. Вивчав фотосинтез, фотоперіодизм, біосинтез вторинних метаболітів, адаптацію організмів до умов довкілля, їх ріст та розвиток. Світове визнання української фізіології рослин здобули праці М.Г. Холодного (1882-1953 pp.) з фітогормонології. Він вніс вагомий вклад у фізіологію, анатомію, екологію рослин та ґрунтову мікробіологію.

У становленні даної науки велика заслуга належить В.І. Паладіну (1859-1922 pp.), який працював професором фізіології та анатомії рослин Харківського університету, був директором Нікітського ботанічного саду. Основні його наукові праці присвячені вивченню процесів дихання рослин та участі в них ферментів.

Становленню фізіології рослин в Україні сприяли також наукові дослідження українського вченого фітофiзioлoгa Н.Г. Гaморaкa (1892-1937 рр.). Працюючи в Кам'янець-Подільському державному українському університеті, він провів оригінальні дослідження продихового апарату й транспірації рослин, запропонував декілька нових приладів та методів для фізіологічних досліджень, в 1920 р. видав два підручники з анатомії та морфології рослин, які взагалі були першими українськими підручниками в цій галузі.

Колискою фізіології рослин в Україні фактично став Інститут ботаніки (М.Г. Холодний, Є.П. Вотчал, В.М. Любименко). Саме на його базі виростали нові наукові заклади, формувались відомі школи фітофізіологів. У 30-ті роки тут працювали А.С. Оканенко, М.Г. Молотковський, В.К. Залеський, Ф.М. Породко та ін.

У ці ж роки розпочато дослідження фізіологічно-біохімічної ролі мікродобрив, які пізніше послужили теоретичною основою для створення нових видів добрив із добавками мікроелементів (П.А. Власюк). У 1946 році було створено Інститут фізіології рослин та агрохімії АН України під керівництвом О.І. Душечкіна (1874-1956 рр.). Тут працюють С.І. Лебедєв (фотосинтез), В.М. Лю6имєнко, Ф.Ф. Мацков, Д.О. Долгушин, Ф.Г. Кириченко, В.М. Ремесло (розвиток рослин), В.Я. Юр'єв, В.І. Бабенко та ін. (вчення про онтогенез).

Взагалі для українських фізіологів традиційною стала розробка проблем росту та розвитку рослин (Ф.Л. Калінін, Г.Х. Молотковський, І.П. Білокінь, К.М. Ситник, Л.І. Мусатенко та ін.).

У 50-их роках в Україні було створено лабораторію з культури рослинних тканин (Ф.Л. Калінін, В.В. Сарнацька, В.К. Яворська, В.М. Троян). Проведено фундаментальні дослідження фізіології окремих органів рослин, зокрема фізіології кореня та листка (К.М. Ситник, Л.І. Мусатенко, Т.Л. Богданова).

1972 року розпочинаються наукові розробки з генної інженерії рослин (К.М. Ситник, Ю.Ю. Глеба), завдяки чому пізніше було створено Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України. Шляхом злиття протопластів із наступною регенерацією рослин тут було одержано нові гібридні рослини, створено клітинні лінії та рослини, стійкі до гербіцидів, стресових факторів.

Загальне визнання у світовій науці мають праці академіка A.M. Гродзинського — основоположника сучасної алелопатії. Ним започатковано низку нових наукових напрямків щодо використання рослин в ергономічних системах — фітодизайні, медицині, космічній біології. Він активно досліджував теоретичні й методичні питання інтродукції та акліматизації рослин, був одним із головних координаторів розвитку фізіології та біохімії рослин в Україні.

У 60-их роках розпочато дослідження з симбіотичної азотфіксації (А.В. Манорик, Ю.П. Старченков), фізіологічної стійкості рослин (Д.П. Проценко, О.І. Колоша, І.Г. Шматько, А.В. Капля), організації адаптивних систем (М.М. Мусієнко, В.А. Сидоров, Б.О. Левенко).

1962 року створюється відділ біофізики та радіобіології ІФР АН України (Д.М. Гродзинський), де вивчаються радіобіологічні реакції рослинних організмів, механізми захисної дії радіопротекторів. Академік Д.М. Гродзинський уперше розробив теорію надійності рослинних систем на різних рівнях організації, проаналізував загальні та специфічні реакції рослин на іонізуючу радіацію.

За участю українських учених у середині 70-х років підготовлено та здійснено серію фітобіологічних експериментів, проведених на штучних супутниках Землі, космічних кораблях, орбітальних станціях, а також при виконанні деяких міжнародних космічних біологічних програм (Є.Л. Кордюм та ін.). Вагомий внесок у розвиток фізіології водоростей, вищих водних рослин внесли вчені Інституту гідробіології НАН України (Л.Я. Сіренко зі співробітниками).

На сучасному етапі в розробці проблем фізіології та біохімії рослин бере участь понад 50 науково-дослідних закладів і вузів України. Серед них Інститут фізіології рослин і генетики, Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного, Національний ботанічний сад НАН України та інші ботанічні сади, Інститут гідробіології, Інститут клітинної біології; кафедри фізіології рослин та ботаніки університетів, сільськогосподарських та педагогічних інститутів, а також лабораторії галузевих науково-дослідних закладів Української Академії Аграрних Наук.

Експериментальні та оглядові статті з різних проблем фізіології рослин публікуються в таких вітчизняних журналах: "Фізіологія й біохімія культурних рослин", "Український ботанічний журнал», «Доповіді НАН України», «Вісник Аграрної науки», а також у періодичних виданнях вищих навчальних закладів.

Серед зарубіжних видань - журнал АН Росії «Физиология растений», журнали Американської асоціації біологів рослин «Plant Physiology», «Annual Rewiev of Plant Physiology and Plant MolecularBiology» та аналогічних асоціацій Європи - «Planta», «Plant Physiology and Biochemistry», «Nature» та інші.