მცენარეთა ფიზიოლოგიის განყოფილება

საქართველოში მცენარეთა ფიზიოლოგიის დარგის გამოკვლევებს საფუძველი ნიკოლოზ მაქსიმოვმა (1880-1952 წწ.) ჩაუყარა. 1913 წ. მან თბილისის ბოტანიკურ ბაღში დააარსა ფიტოფიზიოლოგიური ლაბორატორია. (1913 წ. ეს ლაბორატორია შევიდა ახლად დაარსებულ თბილისის ბოტანიკის ინსტიტუტის შემადგენლობაში). ნ. მაქსიმოვმა და მისმა თანამშრომლებმა შეისწავლეს თბილისის მიდამოების ქსეროფიტების წყლის რეჟიმი. მათ შექმნეს მცენარის გვალვაგამძლეობის კონცეფცია. 1919-1927 წწ. მცენარეთა ფიზიოლოგიის განყოფილებას ხელმძღვანელობდა ვასილ ალექსანდროვი (1887-1964 წწ.). ამ პერიოდში ლაბორატორიაში განვითარდა მცენარეთა ანატომიური აგებულების შესწავლის სამუშაოები. ჩამოყალიბდა მცენარეთა ანატომების ავტორიტეტული სკოლა. 1930-1972 წწ. მცენარეთა ფიზიოლოგიის განყოფილების გამგე იყო ლევან ჯაფარიძე (1905-1972 წწ.). ამ წლებში, განყოფილების თანამშრომლების მიერ მიღებულია მეტად მნიშვნელოვანი მონაცემები მცენარეთა ვეგეტატიური გამრავლების, კულტურული მცენარეების (რამი, ვაზი, ჩაის ბუჩქი, ციტრუსები, ზეთის ხილი და სხვ.) ფიზიოლოგიის, ალელოპათიის, მცენარეების ფესვური კვების, მცენარეების პიგმენტური სისტემის, ხემცენარეების ფოტოსინთეზისა და სუნთქვის, საქართველოს ფლორის სახეობებში ვიტამინებისა და მთრიმლავი ნივთიერებების შემცველობის და მცენარეების ზამთრის მოსვენებისა და ვეგეტაციის ფიზიოლოგიის შესახებ. ფართო აღიარება ჰპოვა ლ. ჯაფარიძის ნაშრომებმა მცენარის სქესის ფიზიოლოგიის შესახებ.

1972-2012 წწ. მცენარეთა ფიზიოლოგიის განყოფილებას სათავეში ედგა შოთა ჭანიშვილი. ამ დროს, განყოფილების სამეცნიერო საქმიანობის უმთავრესი მიმართულება იყო ვაზის მორფოგენეზისა და მეტაბოლური პროცესების დეტალური კვლევა. მიღებულია ახალი მონაცემები ვაზის პროდუქტიულობისა და გამძლეობის ფიზიოლოგიურ-ბიოქიმიური საფუძვლების შესახებ. ამ მონაცემებს, გარდა თეორიულისა, აქვს დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა. კერძოდ, ნაჩვენებია, რომ საქართველოში, ცალკეულ მკაცრ ზამთარში ვაზის ძირითადი ჯიშების დაზიანების მიზეზია გამობრძმედის ფაზათა არასრული გავლა. დადგენილია: ვაზის შესხურება ზრდის რეტარდანტის ქლორქოლინქლორიდის 0,1%-იანი ხსნარით ხელს უწყობს ვაზის ზრდის ადრეულ შენელებას, აჩქარებს ყლორტების გამერქნებას და მათში პროტექტორული ნაერთების დაგროვებას.

ამჟამად განყოფილების სამეცნიერო მუშაობის მთავარი ამოცანებია:

მცენარეთა მარილგამძლეობის ფიზიოლოგიურ-ბიოქიმიური მექანიზმების შესწავლა:

შეისწავლება აღმოსავლეთ საქართველოს მლაშე წყალსატევების – კუმისის, სახარე და კაპანაძის ტბებისა (ქვემო ქართლი) და ქაჩის ტბის (გარე კახეთი) სანაპირო ზოლისა და მიმდებარე ტერიტორიაზე მოზარდი მცენარეების ფიზიოლოგიურ-ბიოქიმიური მაჩვენებლები (ფერმენტების – პეროქსიდაზისა და ნიტრატრედუქტაზის აქტივობა, დაბალმოლეკულური ანტიოქსიდანტების – პროლინის, ხსნადი ფენოლების, ანთოციანების, კაროტინოიდები, ასკორბინის მჟავის, ნიტრატების, ხსნადი ნახშირწყლებისა და საერთო ცილების შემცველობა, აგრეთვე ფოთლების ჯამური ანტიოქსიდანტური აქტივობა).

სამიზნე სახეობებია: ეუჰალოფიტები – სოდიანი ხურხუმა (Salsola soda), მაღალი არხაჯის ბალახი (Suaeda altissima), და ტოტებგაშლილი ხვარხვარა (Petrosimonia brachiata); კრინოჰალოფიტები – თეთრი ნაცარქათამა (Chenopodium album) და მრავალტოტიანი იალღუნი (Tamarix ramosissima). გლიკოჰალოფიტები – ლერხის აბზინდა (Artemisia lerchiana) და ბიბერშტეინის ფარსმანდუკი (Achillea biebersteinii).

მიღებული მონაცემების საფუძველზე შეიძლება ვიმსჯელოთ მლაშე ჰაბიტატებისადმი მცენარეთა შეგუების ფიზიოლოგიურ-ბიოქიმიური მექანიზმების შესახებ. ეს მონაცემები შეიძლება გამოყენებული იქნეს შესწავლილ მცენარეთა სამედიცინო მიზნით, აგრეთვე მლაშე ნიადაგების გასაკეთილშობილებლად რეკომენდაციების დამუშავებისათვის.

კულტურულ მცენარეებსა და მათ ველურ ნათესავებში ანტიოქსიდანტების შემცველობის შესწავლა:

შეისწავლება ანტიოქსიდანტური ნაერთების – ასკორბინის მჟავის, პროლინის, ხსნადი ფენოლების, ანთოციანების, კაროტინოიდების, ანტიოქსიდანტური ფერმენტების, ჯამური ცილების, ხსნადი ნახშირწყლების შემცველობა და ჯამური ანტიოქსიდანტური აქტივობა ხორბლის ქართულ ენდემურ სახეობებსა და ზოგიერთ აბორიგენულ ჯიშსა და ხორბლის ველური ნათესავების – საქართველოს ფლორის ეგილოპსის გვარის სახეობებში, აგრეთვე ქერის, ბარდისა და ცერცვის კულტურულ ფორმებსა და მათ ველურ ნათესავებში.

კვლევის ზოგიერთი წინასწარი შედეგი ასეთია:

ველურ მცენარეებში, კულტურულ ფორმებთან შედარებით, ანტიოქსიდანტების, განსაკუთრებით პროლინის, შემცველობა მაღალია. პროლინი პოლიფუნქციური პროტექტორია. მას, გარდა მცენარის უჯრედის ოსმოსმარეგულირებელი ფუნქციისა, მაკრომოლეკულებისა და ბიომემბრანების დაცვის უნარი გააჩნია. ამდენად, ველურ მცენარეებში პროლინის მაღალი შემცველობა გარემოს პირობებისადმი მათი გამძლეობის მაჩვენებელია.

კულტურულ მცენარეებში მაღალია აგრეთვე ფენოლების შემცველობა. ეს, როგორც ჩანს, გარემოს არახელსაყრელ პირობებში დაცვის მექანიზმების გააქტიურებითაა განპირობებული. ფენოლები რეაქტიულ ჟანგბადს მანამ ანეიტრალებენ, ვიდრე ისინი უჯრედს დააზიანებენ.

მცენარეზე ულტრაიისფერი რადიაციისა და მჟავე ნალექების გავლენის შესწავლა:

ლაბორატორიულ პირობებში შეისწავლება ხორბლის ანტიოქსიდანტურ სისტემაზე ულტრაიისფერი რადიაციით თესლის თესვისწინა დასხივებისა და ასეთი თესლის აღმონაცენის მჟავე ნალექებით შესხურების კომბინირებული ზემოქმედების ეფექტები. კვლევის მიზანია ხორბლის ულტრაიისფერი დასხივებისა და მჟავე ნალექებისადმი გამძლე ჯიშების გამოვლენა.

განყოფილება აქტიურად ეხმარება ილიას უნივერსიტეტის მაგისტრანტებსა და დოქტორანტებს. 2017 წელს, ილიას უნივერსიტეტის ბაკალავრიატის სტუდენტმა განყოფილების თანამშრომელთა დახმარებით ჩაატარა კვლევითი სამუშაოები, აითვისა ფიტოფიზიოლოგიური კვლევის ზოგიერთი მეთოდი და განყოფილების გამგის გ. ბადრიძის ხელმძღვანელობით მოამზადა საბაკალავრო ნაშრომი, რომელიც წარმატებით დაიცვა. განყოფილებაში ზოგიერთი ნაერთების ბიოქიმიური ანალიზის მეთოდები აითვისა და ცდები დააყენა აგრეთვე ილიას სახელმწიფო უნივერსიტეტის დოქტორანტმა, რომლის თანახელმძღვანელია გ. ბადრიძე.