ИСТИНА

Фотосистема II (ФСII) играет ключевую роль в обеспечении жизнедеятельности фотосинтетических организмов. Воздействие различных факторов стресса оказывает значительное влияние на её функциональное состояние. Оценка влияния этих факторов важна для понимания физиологических процессов и механизмов адаптации к стрессу. В работе демонстрируется комплексный подход использования совокупности математических методов для количественной оценки изменений в функционировании ФСII по кривым индукции флуоресценции хлорофилла а на примере действия тяжелых металлов и избыточного освещения на клетки водорослей Chlorella vulgaris. В процессе анализа нами применялся следующий набор методов: Методы машинного обучения: выявление закономерностей и разделение образцов водорослей на группы согласно характеристикам их фотосинтетического аппарата. Математическое моделирование: оценка гетерогенности реакционных центров по соотношению долей реакционных центров с различным состоянием антенного и кислородвыделяющего комплексов. JIP-тест: определение эффективности отдельных стадий переноса электрона в электрон-транспортной цепи фотосинтеза и общего «индекса производительности» первичных реакций фотосинтеза. Метод разностных кривых: определение степени инактивации кислородвыделяющих комплексов. Анализ, проведённый с использованием комплекса математических методов, показал, что стрессовые факторы, такие как действие ионов кадмия и хрома, а также высокая интенсивность освещения, приводят к изменению гетерогенности реакционных центров ФСII и общему снижению эффективности работы ФСII. В частности, тяжелые металлы в большей степени влияют на снижение активности кислородовыделяющих комплексов, тогда как изменение условий освещения влияет в первую очередь на соотношение реакционных центров с разным составом светособирающих антенн, что является проявлением адаптивных механизмов защиты от чрезмерного освещения. Использование комплекса математических методов позволило всесторонне оценить влияние факторов стресса на фотосистему II водорослей Chlorella vulgaris, и выявить специфические изменения в работе фотосинтетического аппарата и общие тенденции развития стресса, что обеспечило формирование целостного представления о механизме реакций ФСII на рассматриваемые стрессорные условия.