Біологічні системи: теорія та інновації

Особливості впливу борошнистої роси (Sawadaea bicornis (Wallr.) Miyabe) на процес фотосинтезу клену татарського (Acer tataricum L.)

Анна Алексєєва*, Світлана Ситник, Вікторія Ловинська, Ірина Ніковська, Ольга Кунах, Кирило Голобородько

ann.alekseeva21@gmail.com

Завантажити статтю
Анотація

Ураження деревних рослин фітопатогенними грибами в умовах урбанізованого середовища призводить до порушення фотосинтетичних процесів і зниження життєздатності рослин, що зумовлює необхідність пошуку ефективних методів ранньої діагностики фізіологічних змін. Метою роботи було встановлення ефективності застосування методу індукції флуоресценції хлорофілу (ІФХ) для оцінки функціонального стану фотосинтетичного апарату листків Acer tataricum L., уражених Sawadaea bicornis (Wallr.) Miyabe. Дослідження проводилося у вересні 2025 році на території м. Дніпро із використанням портативного флуориметра «FLS 10s» для діагностики порушення фотосинтезу нативного хлорофілу в живих листках A. tataricum. Вимірювання виконували на абсолютно не уражених та уражених понад 50 % борошнистою росою листках клену татарського у межах одного дерева з подальшим аналізом параметрів кривої Каутського. Ступінь ураження листкової пластинки фітопатогеном визначали візуально. Найбільш значущими параметрами виявилися Fo, Fm, Fv, співвідношення Fv/Fo та Fv/Fm, а також індекси (Fm – Fst)/Fst і (Fp – Fo)/Fv. Аналіз цих показників дозволив виявити специфічні зміни, пов’язані з патогенним впливом, та оцінити ступінь порушення фотосинтетичної активності. Отримані результати свідчать, що метод ІФХ із використанням портативного приладу «FLS 10s» є ефективним підходом для швидкої діагностики загального стану рослин і дає змогу своєчасно виявляти негативний вплив біотичних чинників. Таким чином, аналіз параметрів флуоресценції хлорофілу можна розглядати як потужний і надійний інструмент для визначення ступеня впливу паразитичних грибів на рослину-хазяїна та оцінки її функціонального стану в урбанізованому середовищі

Ключові слова

грибкові захворювання рослин; індукція флуоресценції; міські екосистеми; фотосинтетичний апарат; біосенсори

ЦИТУВАТИ
Аlexeyeva, А., Sytnyk, S., Lovynska, V., Nikovska, I., Kunakh, О., & Holoborodko, K. (2026). Effects of powdery mildew (Sawadaea bicornis (Wallr.) Miyabe) on photosynthetic process in Tatarian maple (Acer tataricum L.). Biological Systems: Theory and Innovation, 17(3), 10-21. https://doi.org/10.31548/biologiya/3.2026.10
Використані джерела
  1. Alexeyeva, A., Holoborodko, K., Ivanko, I., Zhukov, O., & Loza, I. (2024). Characteristics of powdery mildew influence on the photosynthetic process in Norway maple seedlings. Journal of Forest Science, 70(1), 31-39. doi: 10.17221/30/2023-JFS.
  2. Aucique-Perez, C.E., & Román Ramos, A.E. (2024). Chlorophyll a fluorescence: A method of biotic stress detection. In Plant disease detection and recent advancements (pp. 1-22). London: IntechOpen. doi: 10.5772/intechopen.1004830.
  3. Blanco, J.A., González de Andrés, E., & Lo, Y.-H. (2021). Influence of climate change on tree growth and forest ecosystems. Forests, 12, article number 630. doi: 10.3390/f12050630.
  4. Calvo, B.O., Juárez, Á.B., & Lagorio, M.G. (2025). Evaluating photosystem II efficiency under atrazine exposure. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 267, article number 113167. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2025.113167.
  5. Chang, K.W., Tang, H., Fu, L.J., Xia, Q., Pan, Z.Y., Tan, J.L., Lysenko, V., & Guo, Y. (2025). Recent advances in plant stress analysis using chlorophyll a fluorescence. Photosynthetica, 63(4), 359-373. doi: 10.32615/ps.2025.037.
  6. Cheaib, A., & Killiny, N. (2025). Photosynthesis responses to infection with plant pathogens. Molecular Plant-Microbe Interactions, 38(1), 9-29. doi: 10.1094/mpmi-05-24-0052-cr.
  7. Cui, B., Wang, X., Su, Y., Chen, Y., Yu, W., Gong, C., Li, L., Rehim, A., & Wang, X. (2021). Impacts of pavement on the growth and biomass of young trees. Trees, 35, 2019-2029. doi: 10.1007/s00468-021-02169-w.
  8. Einhardt, A.M., Ferreira, S., Souza, G.M.F., Mochko, A.C.R., & Rodrigues, F.A. (2020). Oxidative damage caused by soybean rust. Acta Physiologiae Plantarum, 42, article number 115. doi: 10.1007/s11738-020-03108-x.
  9. Ivanko, I., Alexeyeva, A., Holoborodko, K., Zhukov, O., & Loza, I. (2025). Characteristics of photosynthetic processes in infected leaves of Quercus robur seedlings. Forest Pathology, 55(4), article number e70032. doi: 10.1111/efp.70032.
  10. Jat, M., Ray, M., Ahmad, M.A., & Prakash, P. (2024). Photosynthetic dynamics under heat stress in wheat. Scientific Reports, 14, article number 30745. doi: 10.1038/s41598-024-79676-6.
  11. Kalaji, H.M., Jajoo, A., Oukarroum, A., Brestic, M., Zivcak, M., Samborska, I.A., Cetner, M.D., Łukasik, I., Goltsev, V., & Ladle, R.J. (2016). Chlorophyll a fluorescence as a tool to monitor physiological status of plants under abiotic stress conditions. Acta Physiologiae Plantarum, 38, article number 102. doi: 10.1007/s11738-016-2113-y.
  12. Kautsky, H., & Hirsch, A. (1931). New experiments on carbon dioxide assimilation. The Natural Sciences, 19(48), article number 964. doi: 10.1007/BF01516164.
  13. Korányi, D., & Markó, V. (2022). Host plant identity and condition shape phytophagous insect communities on urban maple trees. Arthropod-Plant Interactions, 16, 129-143. doi: 10.1007/s11829-022-09887-z.
  14. Kunakh, O.M., Ivanko, I.A., Holoborodko, K.K., Lisovets, O.I., Volkova, A.M., & Zhukov, O.V. (2022). Urban park layers: Spatial variation in plant community structure. Biosystems Diversity, 30(3), 274-288. doi: 10.15421/012230.
  15. Liu, Y., Gong, C., Pei, W., Fan, K., & Shen, W. (2024). Chlorophyll a fluorescence as a tool to monitor physiological status in the leaves of Artemisia ordosica under root cutting conditions. Frontiers in Plant Science, 14, article number 1308209. doi: 10.3389/fpls.2023.1308209.
  16. Lovynska, V.M., Sytnyk, S.A., Holoborodko, K.K., Ivanko, I.A., Buchavyi, Y.V., & Alekseeva, A.A. (2022). Study on accumulation of heavy metals by green plantations in the conditions of industrial cities. Scientific Bulletin of National Mining University, 6, 117-122. doi: 10.33271/nvngu/2022-6/117.
  17. Mapuranga, J., Zhang, N., Zhang, L., Chang, J., & Yang, W. (2022). Infection strategies of biotrophic fungal pathogens. Frontiers in Microbiology, 13, article number 799396. doi: 10.3389/fmicb.2022.799396.
  18. Park, B., Wi, S., Chung, H., & Lee, H. (2024). Chlorophyll fluorescence imaging for environmental stress diagnosis in crops. Sensors, 24(5), article number 1442. doi: 10.3390/s24051442.
  19. R Core Team. (n.d.). R: A language and environment for statistical computing. Retrieved from https://www.r-project.org/.
  20. Ramut, R.A., & Pusz, W. (2023). Fungi complicit in oak powdery mildew infection. Acta Mycologica, 58. doi: 10.5586/am/166060.
  21. Salcedo-Sarmiento, S., Aucique-Pérez, C.E., Silveira, P.R., Colmán, A.A., Silva, A.L., Corrêa Mansur, P.S., Rodrigues, F.Á., Evans, H.C., & Barreto, R.W. (2021). Elucidating the interactions between the rust Hemileia vastatrix and a Calonectria mycoparasite and the coffee plant. iScience, 24(4), article number 102352. doi: 10.1016/j.isci.2021.102352.
  22. Shupranova, L., Holoborodko, K., Loza, I., Zhukov, O., & Pakhomov, O. (2022). Assessment of Parectopa robiniella effect on biochemical parameters of Robinia pseudoacacia under industrial city conditions. Ekológia, 41(4), 340-350. doi: 10.2478/eko-2022-0035.
  23. Silva, B.N., Oliveira, L.M., Mochko, A.C.R., Chaves, J.A.A., Aucique-Pérez, C.E., & Rodrigues, F.A. (2021). Physiological changes in wheat infected by Pyricularia oryzae. Physiological and Molecular Plant Pathology, 115, article number 101646. doi: 10.1016/j.pmpp.2021.101646.
  24. Song, X., Xu, Z., Zhang, W., & Tong, M. (2023). Regulation of photosynthetic activity under light spectra. New Phytologist, 239(5), 1852-1868. doi: 10.1111/nph.19056.
  25. Stefanov, M.A., Rashkov, G.D., & Apostolova, E.L. (2022). Assessment of photosynthetic apparatus by chlorophyll fluorescence. International Journal of Molecular Sciences, 23(7), article number 3768. doi: 10.3390/ijms23073768.
  26. Swoczyna, T., Kalaji, H.M., Bussotti, F., Mojski, J., & Pollastrini, M. (2022). Environmental stress: What can we learn from chlorophyll a fluorescence analysis in woody plants? Frontiers in Plant Science, 13, article number 1048582. doi: 10.3389/fpls.2022.1048582.
  27. Vasylenko, O., Kondratenko, T., Havryliuk, O., Andrusyk, Y., Kutovenko, V., Dmytrenko, Y., Grevtseva, N., & Marchyshyna, Y. (2021). The study of the productivity potential of grape varieties according to the indicators of functional activity of leaves. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 15, 639-647. doi: 10.5219/1638.
  28. Voronenko, O. (2024). Fluorometer “FLS 10s”. Cybernetics and Computer Technologies, 3, 87-94. doi: 10.34229/2707-451X.24.3.9.
  29. Xia, Q., Tang, H., Fu, L., Tan, J., Govindjee, & Guo, Y. (2023). Determination of Fv/Fm without dark adaptation. Plant Phenomics, 5, article number 0034. doi: 10.34133/plantphenomics.0034.