Үсемлекләр физиологиясе

Үсемлекләрнең су алмашы һәм минераль туклануын, фотосинтез һәм сулау, үсемлекләрнең үсеше һәм мохитнең тискәре шартларына яраклашуын өйрәнә. Игенчелек һәм үсемлекчелекнең теоретик нигезе булып тора. Үсемлекләр физиологиясе XVII–XVIII йөзләрдә туа. 1800 елда Швейцария ботанигы Ж.Сенебьеның «Үсемлекләр физиологиясе» («Физиология растений») дигән 5 томлык хезмәте басыла.

Россиядә үсемлекләр физиологиясе фән буларак XIX йөзнең 1 яртысында А.С.Фаминцын (үсемлекләрдә энергия һәм матдәләр алмашы турында фундаменталь тикшеренүләр) һәм К.А.Тимирязев (фотосинтез процессында хлорофиллның ролен өйрәнә, яшел үсемлекләрнең космик ролен нигезли) хезмәтләренә нисбәтле туа. 19 йөзнең 70 елларында Казан университеты галимнәре Н.Ф.Леваковский (экологик физиол. өлкәсендәге тикшеренүләр), В.А.Ротерт (үсемлекләр хәрәкәте формаларын һәм фотопериодизм күренешен өйрәнә), Е.Ф.Вотчал (үсемлекләрнең каналлар системасы буенча су хәрәкәте механизмын тикшерә), М.С.Цвет (хроматографик анализ алымын эшли, аның ярдәмендә а һәм б хлорофиллары, сары пигментлар — каротиноидлар билгеләнә) үсемлекләр физиологиясенең формалашуына һәм үсешенә зур өлеш кертәләр. В.В.Лепёшкин соңрак протоплазманың коллоид-химик төзелеше турында күзаллау формалаштыра. А.П.Пономарёв төрле тозлар, су белән тәэмин ителеш һәм температура шартлары йогынтысы белән багланышта хлоропластларның сулылыгын һәм коллоид үзенчәлекләрен өйрәнә.

1932 елда Казан университетында үсемлекләр физиологиясе кафедрасы ачыла, аны А.М.Алексеев җитәкли. 1950 елларда СССР ФА Казан филиалының Биология институтында, Татарстан авыл хуҗалыгы фәнни-тикшеренү институтында, шулай ук Казанның башка югары уку йортларында (авыл хуҗалыгы, пед., ветеринария институтлары) физиологик тикшеренүләр алып барыла.

А.М.Алексеев үсемлекләрнең су режимының теоретик нигезләрен эшләүгә шактый зур өлеш кертә, аның тарафыннан су алмашын өйрәнүдә термодинамика алымы кулланыла, термодинамика күрсәткечләре — суның активлыгы һәм химик потенциалы кертелә, үсемлекләр метаболизмында су режимының роле һәм матдәләр алмашы ингредиенты буларак, су алмашы турында яңа күзаллау тәкъдим ителә. Авыр су кулланылган тәҗрибәләрдә күзәнәкләрдә төрле су фракцияләренең тизләтелгән алмашы һәм хәрәкәтчәнлеге, күзәнәкләр һәм атмосфера арасында су алмашы билгеләнә, күзәнәкләрдә су алмашы һәм су халәте белән үсемлекләрнең энергия алмашы арасында үзара бәйләнеш раслана (Ф.Д.Самуилов), илдә беренче тапкыр су режимының углеродның постфотосинтетик юлына йогынтысы тикшерелә (И.А.Тарчевский), авызчыктан тыш транспирация механизмы һәм транспирациянең нәтиҗәлелеге ачыклана (А.А.Җәләлов). Бер үк вакытта авыл хуҗалыгы өчен зур әһәмияткә ия булган үсемлекләрнең су режимы һәм минераль туклануы арасындагы үзара багланышлар өйрәнелә (А.М.Алексеев, Н.А.Гусев, Ф.Д.Самуилов).

1960 елларда хәзерге физик алымнарны (ТМР, диэлектрик һәм инфракызыл спектроскопия) кулланып, үсемлекләрнең су алмашын молекуляр дәрәҗәдә өйрәнү башлана, күзәнәкләрдә суның структурасы, төрле факторлар йогынтысында аның үзгәрешләре тикшерелә (В.Д.Корепанов, Н.А.Мальцев, Л.А.Абецедарская, Ф.Д.Самуилов, А.В.Анисимов, Л.П.Хохлова, И.Н.Ишмөхәммәтова, Н.В.Седых, Г.А.Великанов, Ф.Г.Мифтахетдинова, В.Д.Федотов). Күзәнәк һәм организмнарда суның функциональ роле буенча тикшеренүләр дәвам итә: сулау ферментлары активлыгы өчен суның әһәмияте күрсәтелә (И.Г.Сөләйманов), үсемлекләр функциясе координациясендә су роленең концепциясе эшләнә (А.П.Петров), калий циркуляциясенең физиол. процессы һәм аның белән бәйле су агымы механизмы билгеләнә (А.А.Җәләлов), күзәнәк эчендә су алмашын көйләүдә күзәнәк мембранасы ионнарны транспортлау системаларының роле ачыклана (Л.Х.Гордон), цитоскелет (Л.П.Хохлова), плазмодесма (А.В.Анисимов, Г.А.Великанов) роле күрсәтелә.

Су алмашы һәм минераль туклану тикшеренүләре белән беррәттән фотосинтез өлкәсендә фәнни эзләнүләр үткәрелә. 1950 елларда И.А.Тарчевский тарафыннан фотосинтез продуктларын өйрәнүдә тамгалы атомнар алымы кулланыла, мохитнең тискәре факторлары (корылык һ.б.) тәэсирендә фотосинтез метаболизмының үзенчәлекле булмаган үзгәрешләре билгеләнә. Тамгалы атомнар алымы кулланып, Казан авыл хуҗалыгы институтының ботаника кафедрасы аспиранты Ю.С.Карпилов СО₂ нең фиксациясе һәм формалашуының беренчел продуктлары булып кукурузда дүрт углеродлы кушылмалар — кузгалак, серкә, алма һәм аспирин кислоталары торуын раслый. Соңыннан фотосинтез метаболизмының бу тибы — С4 фотосинтез тибы дип атала. Бу фотосинтез тибы үсемлекләре СО₂ не тулырак үзләштерәләр, транспирациядә суны азрак кулланалар һәм югарырак продуктлылыкка ия. Фотосинтезны көйләү механизмнары һәм үсемлекләрнең продуктивлыгы тикшерелә: фотосулауның яфраклардан шикәрләр экспортына бәйлелеге күрсәтелә, үсемлекләрнең нитрат белән тукланулары очрагында яфраклардан ассимилятлар экспорты тоткарлану күренеше ачыклана (В.И.Чиков). Хлорофиллы фотосинтетик потенциаллар ярдәмендә үсемлекләр продуктлылыгын бәяләү алымы тәкъдим ителә, һәм ул селекция үзәкләрендә кулланыла башлый (И.А.Тарчевский, Ю.Е.Андрианова).

1970 елларда беренче тапкыр үсемлекләр фотоэнергетикасы буенча тикшеренүләр үткәрелә башлый. Фотомикрокалориметрик алым кулланып, үсемлек күзәнәкләрендә бу үсемлекләрнең тискәре йогынтыларга чыдамлылыгы механизмнарын ачыклауда зур әһәмияткә ия булган энергия алмашы үзенчәлекләре билгеләнә (В.Е.Петров). Чыдамлылыкның фотосинтез һәм окисьлы фосфорильләшүдән, күзәнәкләрдә макроэргик кушылмалар күләменнән һәм динамикасыннан, сулау вакытында энергетика балансы үзгәрешеннән, фосфорильләшү һәм окисьлашуның иярмә тизлегеннән бәйле булуы күрсәтелә (Ф.Д.Самуилов, Л.Х.Гордон, В.Е.Петров). Үсемлекләрдән аденилотциклаз сигнал системасы интермедиаты буларак циклик аденозинмонофосфат аерып алына (Ф.Г.Кәримова). Үсемлек күзәнәкләре сигнал системасының эшчәнлек концепциясе һәм аның уңайсыз һава шартларына чыдамлылык һәм патоген микроорганизмнарга иммунитет тәэмин итүдәге роле ачыклана (И.А.Тарчевский). Күп кенә табигый һәм химик юл белән синтезлашкан кушылмалар йогынтысында антипатоген аксымнар барлыкка килү исбатлана, бу процесста эшчәнлеге энергия алмашы белән уңай бәйләнешле протон сигнал системасы мөһим роль уйный. Стресс вакытында актив кислород формалары, аерым алганда, пероксидаза катнашында баручы супероксид генерациясе активлаша. (Л.Х.Гордон). Казан университетының үсемлекләр физиологиясе кафедрасында көзге бодайның түбән температураларга яраклашуы вакытында мембрана фосфолипидлары динамикасы, үсемлекләрнең чыдамлылык һәм яраклашу механизмнары формалашуда цитоскелетның физиологик роле буенча тикшеренүләр үткәрелә (Л.П.Хохлова, О.В.Олиневич). 1988 елда Россия үсемлекләр физиологлары җәмгыятенең Казан бүлеге оештырыла (рәисе Г.А.Великанов).

Алексеев А.М., Гусев Н.А. Влияние минерального питания на водный режим растения. М., 1957; 

Самуилов Ф.Д. Водный обмен и состояние воды в растениях в связи с их метаболизмом и условиями среды. К., 1972; 

Гордон Л.Х. Дыхание и водно-солевой обмен растительных тканей. М., 1976; 

Зялалов А.А. Физиолого-термодинамический аспект транспорта воды по растению. М., 1984; 

Чиков В.И. Фотосинтез и транспорт ассимилятов. М., 1987; 

Водный обмен растений. М., 1989; 

Тарчевский И.А. Метаболизм растений при стрессе. К., 2001; 

шул ук. Сигнальные системы клеток растений. М., 2002.

Ф.Д.Самуилов.