2026-3

VSNiP

Problems of Contemporary Science and Practice. Vernadsky University

Вопросы современной науки и практики. Университет имени В.И. Вернадского

2541-853X 1990-9047

ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет»

10.17277/voprosy.2026.03.pp.007-016

13371

Version of Record

Analysis of the Pigment Composition of Riparian Plants of the Tsna River in the Tambov Region

Анализ пигментного комплекса прибрежных растений реки Цны тамбовской области

Romantsov

S. N.

carotenoids macrophytes the Tsna River spectrophotometry plant stress resistance photosynthetic pigments chlorophyll a chlorophyll b.

каротиноиды макрофиты река Цна спектрофотометрия стрессоустойчивость растений фотосинтетические пигменты хлорофилл a хлорофилл b.

2026

3 квартал 2026 года

3 3

2026

, , S. N. Romantsov,

A comparative analysis was carried out of the quantitative content of chlorophylls a and b and carotenoids in the leaves of dominant riparian plant species in the middle reaches of the Tsna River: common club-rush (Schoenoplectus lacustris) and broadleaf cattail (Typha latifolia). The analysis of the data obtained made it possible to draw conclusions about the physiological condition of the macrophytes and the quality of the aquatic environment. It was established that common club-rush (Schoenoplectus lacustris) exhibited the highest chlorophyll a content and the greatest degree of carotenoid-mediated photoprotection. A species-specific response of the macrophytes to anthropogenic pressure was revealed: common club-rush possesses a higher adaptive potential, whereas broadleaf cattail acts as a sensitive indicator species. The biomarker indices indicate the presence of moderate chronic chemical stress in the studied populations. The results can be used to develop regional bioindication scales and further monitoring of the ecological state of the Tsna River basin.

Проведен сравнительный анализ количественного содержания хлорофиллов a и b и каротиноидов в листьях доминантных видов прибрежных растений среднего течения реки Цны: камыш озерный (Schoenoplectus lacustris) и рогоз широколистный (Typha latifolia). Анализ полученных данных позволил сделать выводы о физиологическом состоянии макрофитов и качестве водной среды. Установлено, что максимальное содержание хлорофилла a и наибольшая степень каротиноидной защиты наблюдается у камыша озерного. Выявлена видоспецифичная реакция макрофитов на антропогенную нагрузку: камыш озерный обладает более высоким адаптивным потенциалом, тогда как рогоз широколистный выступает в роли вида-сенсибилизатора. Биомаркерные индексы свидетельствуют о наличии умеренного хронического химического стресса изучаемых популяций.

1. Casa R., Castaldi F., Pascucci S., Pignatti S. Chlorophyll estimation in field crops: an assessment of handheld leaf meters and spectral reflectance measurements, Journal of Agriculture Science, 2015, vol. 153, no. 5, pp. 876-890. doi: 10.1017/s0021859614000483

2. Boyko T.A., Mal'tseva A.P., Zbruyeva I.I. [Condition of public green spaces in Perm], Ekologiya urbanizirovannykh territoriy [Ecology of Urbanized Territories], 2019, no. 2, pp. 85-92. doi: 10.24411/1816-1863-2019-12085 (In Russ., abstract in Eng.)

3. Yakushina L.G. [Chlorophyll fluorescence and pigment content in garden chrysanthemum leaves], Subtropicheskoye i dekorativnoye sadovodstvo [Subtropical and Ornamental Gardening], 2024, no. 91, pp. 199-211. doi: 10.31360/2225-3068-2024-91-107-199-211 (In Russ., abstract in Eng.)

4. Romantsova S.V., Gladysheva I.V., Vervekina N.V., Nagornov S.A., Liksutina A.P., Kornev A.Yu. [Chemical stress in agricultural plants and a method for its mitigation], Nauka v tsentral'noy Rossii [Science in Central Russia], 2021, no. 4(52), pp. 64-73. doi: 10.35887/2305-2538-2021-4-64-73 (In Russ., abstract in Eng.)

5. Petukhov A.S., Khritokhin N.A., Petukhova G.A. [Assessment of photosynthetic pigment content in various plant species under anthropogenic stress], Mezhdunarodnyy studencheskiy nauchnyy vestnik [International Student Scientific Bulletin], 2017, no. 6, pp. 166-173. (In Russ., abstract in Eng.)

6. Kornilov A.L. Petukhova G.A., Kovalenko A.I. [Biochemical response reactions of plants from the littoral zone of water bodies in the city of Tyumen], Sovremennyye problemy nauki i obrazovaniya [Modern Problems of Science and Education], 2012, no. 3, art. 319. (8 p.) (In Russ., abstract in Eng.)

7. Belous O.G., Klemeshova K.V., Pashchenko O.I. Comparative analysis of photosynthetic indicators in freesia hybrids on the Black Sea coast of Krasnodar region, Horticultural Science (HORTSCI), 2017, vol. 44, no. 2, pp. 99-104. doi: 10.17221/189/2015-HORTSCI

8. Metelova N.Yu. [Pigment characteristics of summer epiphyton in Upper Volga reservoirs], Voda: khimiya i ekologiya [Water: Chemistry and Ecology], 2017, no. 3, pp. 34-39. (In Russ., abstract in Eng.)

9. Maleva M.G., Chukina N.V., Borisova G.G., Sinenko O.S., Shiryayev G.I. [Structural and functional changes in the photosynthetic apparatus of Typha latifolia L. under conditions of technogenic pollution], Problemy regional'noy ekologii [Problems of Regional Ecology], 2018, no. 6, pp. 24-26. doi: 10.24411/1728-323X-2019-16024 (In Russ., abstract in Eng.)

10. Kushnareva O.P., Perekrestova Ye.N. [Effect of various concentrations of copper and lead salts on chlorophyll and carbon content in plant leaves], Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of Orenburg State University], 2015, no. 10(185), pp. 294-297. (In Russ., abstract in Eng.)

11. Mineeva N.M. The content of photosynthetic pigments in the Upper Volga reservours (2005–2016), Inland Water Biology, 2019, vol. 12, no. 2, pp. 161-169. doi: 10.1134/S199508291902010X

12. Mineyeva N.M., Metelova N.Yu. [Comparative characteristics of phytoplankton and epiphyton productivity in Upper Volga reservoirs], Biologiya vnutrennikh vod [Inland Water Biology], 2019, no. 2-2, pp. 33-41. doi: 10.1134/ S0320965219030148 (In Russ., abstract in Eng.)

13. Gebrehiwot M., Kifle D., Stiers I., Triest L. Phytoplankton functional dynamics in a shallow polymictic tropical lake: the influence of emergent macrophytes, Hydrobiologia, 2017, vol. 797(1068), pp. 69-86. doi: 10.1007/s10750-017-3161-z

14. Shlyk A.A. [Determination of chlorophylls and carotenoids in green leaf extracts], in Book: Biokhimicheskiye metody v fiziologii rasteniy [Biochemical Methods in Plant Physiology], Moscow: Nauka, 1971, pp. 154-171. (In Russ.)

15. Fedulov Yu.P., Kotlyarov V.V., Dotsenko K.A. [et al.]. Ustoychivost' rasteniy k neblagopriyatnym faktoram sredy: uchebnoye posobiye [Plant resistance to adverse environmental factors: a study guide], Krasnodar: KubGAU, 2015, 89 p. (In Russ.)

16. Zhakova S.N., Pimenova Ye.V., Likhachev S.V. Ekologicheskiye metody diagnostiki zhiznesposobnosti drevesnykh rasteniy: praktikum [Ecological methods for assessing the viability of woody plants: a practical manual], Perm': IPTS Prokrost", 2020, 54 p. (In Russ.)

17. Petukhov A.S., Khritokhin N.A., Petukhova G.A. [Assessment of photosynthetic pigment content in various plant species under anthropogenic stress], Mezhdunarodnyy studencheskiy nauchnyy vestnik [International Student Scientific Bulletin], 2017, no. 6, pp. 166-173. (In Russ., abstract in Eng.)

18. Sinyutina S.Ye., Shubina A.G. The use of indicators of plant photosynthetic and enzymatice activity in bioindication studies, Journal of Agriculture and

Environment, 2020, no. 4(16), pp. 29-34. doi: 10.23649/jae.2020.4.16.3

1. Chlorophyll estimation in field crops: an assessment of handheld leaf meters and spectral reflectance measurements / R. Casa, F. Castaldi, S. Pascucci, S. Pignatti // Journal of Agriculture Science. – 2014. – Vol. 153, No. 5. – P. 876–890. doi: 10.1017/s0021859614000483

2. Бойко, Т. А. Состояние зеленых насаждений общего пользования в условиях Перми / Т. А. Бойко, А. П. Мальцева, И. И. Збруева // Экология урбанизированных территорий. – 2019. – № 2. – С. 85–92. doi: 10.24411/1816-1863-2019-12085

3. Якушина, Л. Г. Флуоресценция хлорофилла и содержание пигментов в листьях хризантемы садовой / Л. Г. Якушкина // Субтропическое и декоративное садоводство. – 2024. – № 91. – С. 199–211. doi: 10.31360/2225-3068-2024-91-107-199-211

4. Химический стресс сельскохозяйственных растений и способ его снижения / С. В. Романцова, И. В. Гладышева, Н. В. Вервекина, С. А. Нагорнов,

А. П. Ликсутина, А. Ю. Корнев // Наука в центральной России. – 2021. – № 4(52). – С. 64–73. doi: 10.35887/2305-2538-2021-4-64-73

5. Петухов, А. С. Оценка содержания пигментов фотосинтеза у растений разных видов в условиях антропогенного стресса / А. С. Петухов, Н. А. Хритохин, Г. А. Петухова // Международный студенческий научный вестник. – 2017. – № 6. – С. 166–173.

6. Корнилов, А. Л. Ответные биохимические реакции растений из прибрежной зоны водоемов г. Тюмени / А. Л. Корнилов, Г. А. Петухова, А. И. Коваленко // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 3. – Арт. 319. (8 c.)

7. Belous, O. G. Comparative analysis of photosynthetic indicators in freesia hybrids on the Black Sea coast of Krasnodar region / O. G. Belous, K. V. Klemeshova, O. I. Pashchenko // Horticultural Science (HORTSCI). – 2017. – Vol. 44, No. 2. – P. 99–104. doi: 10.17221/189/2015-HORTSCI

8. Метелёва, Н. Ю. Пигментные характеристики летнего эпифитона водохранилищ Верхней Волги / Н. Ю. Метелёва // Вода: химия и экология. – 2017. – № 3. – С. 34–39.

9. Структурно-функциональные изменения фотосинтетического аппарата Typha latifolia L. в условиях техногенного загрязнения / М. Г. Малева, Н. В. Чукина, Г. Г. Борисова, О. С. Синенко, Г. И. Ширяев // Проблемы региональной экологии. – 2018. – № 6. – С. 24–26. doi: 10.24411/1728-323X-2019-16024

10. Кушнарева, О. П. Влияние различных концентраций солей меди и свинца на содержание хлорофилла и содержание углерода в листьях растений / О. П. Кушнарева, Е. Н. Перекрестова // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2015. – № 10(185). – С. 294–297.

11. Mineeva, N. M. The content of photosynthetic pigments in the Upper Volga reservours (2005–2016) / N. M. Mineeva// Inland Water Biology. – 2019. – Vol. 12, No. 2. – P. 161–169. doi: 10.1134/S199508291902010X

12. Минеева, Н. М. Сравнительная характеристика продуктивности фитопланктона и эпифитона водохранилищ Верхней Волги / Н. М. Минеева, Н. Ю. Метелёва // Биология внутренних вод. – 2019. – № 2-2. – С. 33–41. doi: 10.1134/S0320965219030148

13. Phytoplankton functional dynamics in a shallow polymictic tropical lake: the influence of emergent macrophytes / M. Gebrehiwot, D. Kifle, I. Stiers, L. Triest // Hydrobiologia. – 2017. – Vol. 797(1068). – P. 69–86. doi: 10.1007/s10750-017-3161-z

14. Шлык, А. А. Определение хлорофиллов и каротиноидов в экстрактах зеленых листьев / А. А. Шлык // В кн. : Биохимические методы в физиологии растений. – Москва : Наука, 1971. – С. 154–171.

15. Устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды : учебное пособие / Ю. П. Федулов, В. В. Котляров, К. А. Доценко [и др.]. – Краснодар : КубГАУ, 2015. – 89 с.

16. Жакова, С. Н. Экологические методы диагностики жизнеспособности древесных растений : практикум / С. Н. Жакова, Е. В. Пименова, С. В. Лихачев. – Пермь : ИПЦ Прокростъ, 2020. – 54 с.

17. Петухов, А. С. Оценка содержания пигментов фотосинтеза у растений разных видов в условиях антропогенного стресса / А. С. Петухов, Н. А. Хритохин, Г. А. Петухова // Международный студенческий научный вестник. – 2017. – № 6. – С. 166–173.

18. Sinyutina, S. Ye. The use of indicators of plant photosynthetic and enzymatice activity in bioindication studies / S. Ye. Sinyutina, A. G. Shubina // Journal of Agriculture and Environment. – 2020. – No. 4(16). – P. 29–34. doi: 10.23649/jae.2020.4.16.3