|
|
Morfologické, fyziologické a proteomické změny obilnin vystavených abiotickému stresu
Kantová, Anežka ; Vítámvás, Pavel (vedoucí práce) ; Hnilička, František (oponent)
Obilniny patří mezi nejstarší plodiny, které byly lidmi pěstovány a využívány jako významné složky stravy. Jsou pro lidskou populaci důležitým zdrojem obživy a mají širokou škálu využití, převážně v potravinářském průmyslu. Obilniny obecně slouží jako zdroj energie ve stravě, díky vysokému obsahu škrobu. Nejčastěji pěstovanými druhy obilnin jsou především pšenice, ječmen, žito, rýže, kukuřice, dále pak i další druhy jako jsou oves a proso. Avšak ani obilninám se nevyhýbají problémy, spojené s působením abiotických stresových faktorů. Jejich vliv na všechny rostliny se projevuje snižováním vitality, ale u kulturních plodin - jako jsou obilniny - hlavně snižováním výnosu. Právě kvůli snižování výnosu je dnes šlechtění odolných genotypů obilovin v předním zájmu šlechtitelů. Tato práce shrnuje základní principy působení abiotického stresu na rostliny a vysvětluje reakce některých druhů obilnin na uváděné abiotické stresové faktory. Klíčová slova: proteom, fysiologie, obilniny, abiotický stres, výnos
|
|
| |
|
|
Využití analytických metod pro studium adaptačních mechanizmů rostlin Festuca rubra
Paučová, Michaela ; Haisel, Daniel (vedoucí práce) ; Hnilička, František (oponent)
Vplyvom abiotických stresových faktorov ako je najmä prebytok elektromagnetického žiarenia, vysoká a nízka teplota, sucho, vlhkosť či salinita dochádza v živých organizmoch k tvorbe reaktívnych foriem kyslíka, ktoré majú negatívny dopad na správne fungovanie životne dôležitých orgánov, metabolických dráh a v konečnom dôsledku na ich ďalšiu existenciu. V prípade rastlinného organizmu ide hlavne o obmedzenú činnosť fotosyntetického aparátu, čo môže viesť k smrti rastliny. Samotným analýzam predchádzalo zozbieranie vzoriek rastliny Festuca rubra L. z rôznych lokalít v juhozápadnej časti Nórska. Lokality sa líšili svojou teplotou (6,5; 9,5 a 10,5 řC) a vlhkosťou (600, 1200, 2000 a 2700 mm). Vzorky boli následne kultivované v štyroch klimaboxoch, v ktorých boli nastavené kombinácie štyroch "krajných" teplôt a vlhkostí (vlhko/zima, vlhko/teplo, sucho/zima a sucho/teplo). Experimentálne bola táto práca zameraná na extrakciu askorbátperoxidázy ako antioxidačného enzýmu, fenolických látok a rastlinných pigmentov prítomných v Kostrave červenej (Festuca rubra L.) ako modelového organizmu. Aktivita askorbátpexidaázy bola kvantitatívne stanovená spektrofotometricky redukciou nitrobluetetrazólia, obsah fenolických látok bol vyhodnotený sprektrofotometricky pomocou Folin-Ciocalteauovho činidla a rastlinné pigmenty...
|
|
|
Analýza vybraných parametrů inbrední a hybridní kukuřice stresované zaplavením
Čečetka, Petr ; Kočová, Marie (vedoucí práce) ; Hnilička, František (oponent)
Zaplavení je jeden z významných stresových faktorů ovlivňující růst a vývoj rostlin a jejich produkci. Vlivem antropogenní činnosti dochází k postupným změnám klimatu a v důsledku toho k následným změnám distribuce srážek, kdy se střídají období optimálních podmínek, sucha a nadměrného zaplavení, s nimiž se musí rostliny umět vyrovnat. Cílem mé diplomové práce bylo zhodnotit vliv zaplavení a následné obnovy normálních podmínek pěstování u dvou inbredních linií kukuřice seté (Zea mays L.) (2023 a CE704) a jejich reciprokých kříženců (2023xCE704, CE704x2023), které byly vystaveny stresu zaplavením a následné obnově v různých fázích ontogenetického vývoje. U rostlin vystavených zaplavení, následné obnově nebo pěstovaných po celou dobu v optimálních podmínkách byly měřeny různé morfologické a fyziologické parametry, parametry vodního stavu a parametry, které určují míru poškození buněčných struktur nebo charakterizují obranné mechanismy rostliny navozené stresovou reakcí. Zaplavení rostlin vedlo často k nárůstu hodnot rychlosti transpirace, stomatální vodivosti, obsahu MDA, obsahu H2O2 a aktivity katalázy. U ostatních parametrů zaplavení způsobilo obvykle pokles hodnot (morfologické parametry, efektivita využití vody, obsah fotosyntetických pigmentů, rychlost čisté fotosyntézy, fluorescence chlorofylu...
|
|
| |
|
|
The physiological and proteomic characterisation of winter oilseed rape upon abiotic stress
Urban, Milan ; Vítámvás, Pavel (vedoucí práce) ; Hnilička, František (oponent) ; Valentová, Olga (oponent)
in Czech language, Ph.D. thesis - Milan Urban, 2017 V některých letech je zemědělská produkce brukve řepky olejky - významné plodiny České republiky - ohrožena (kromě biotických stresů) mrazem či suchem. V prvním přehledovém článku jsme proto věnovali pozornost proteinům, které byly nalezeny ve studiích porovnávajících genotypy s různou mírou tolerance k abiotickým stresům. V tomto článku jsme se také zaměřili na aplikaci výsledků proteomických studií ve šlechtitelských programech a při zvyšování odolnosti plodin ke stresům obecně. Vlastní výsledky jsme pozorovali u chladově aklimovaných, nejarovizovaných rostlin řepky ve fázi listové růžice. V druhém článku jsme prokázali signifikantní vztah mezi mrazuvzdorností, akumulací dehydrinů a aklimací fotosyntetického aparátu u pěti odrůd řepky. Při porovnání s dřívějšími výsledky jsme pozorovali nejen specifickou akumulaci dehydrinu D97, ale i kvalitativní změny dalších dehydrinů. Tyto výsledky naznačují, že úroveň získané mrazuvzdornosti je závislá nejen na aklimaci fotosyntézy, ale i na vyšší akumulaci ochranných složek. Stres sucha (článek č. 3) byl navozen ve fázi prodlužování stonku před kvetením, což je fáze, ve které rostlina musí přijmout větší množství vody. Pozdní jarní přísušky před nebo během kvetení výrazně snižují výnos a kvalitu produkce....
|
|
|
Úloha brassinosteroidů v odpovědi různých genotypů kukuřice na změny v zásobování vodou.
Trubanová, Nina ; Rothová, Olga (vedoucí práce) ; Hnilička, František (oponent)
Brassinosteroidy (BR) zmírňují poškození způsobené vodním stresem a zlepšují toleranci rostlin k vodnímu deficitu. Máčení obilek kukuřice před výsevem v roztoku 24-epibrassinolidu o různých koncentracích (zejména 10-8 M) mělo před a v průběhu období stresu pozitivní vliv na růst rostlin, přestože neovlivnilo hodnoty relativního obsahu vody a fotosyntetické parametry. Po zotavení rostlin v optimálních podmínkách nebyly mezi ošetřeními pozorovány žádné rozdíly. Obecně nebyly prokázány žádné výhody máčení obilek ve srovnání s postřikem, ačkoli pozitivní vliv máčení obilek na klíčení rostlin je možný v podmínkách vodního deficitu. Na základě výsledků z druhé série pokusů není možné usuzovat na roli exogenní aplikace BR (postřik 24-epibrassinolidem) a endogenní biosyntézy BR (postřik inhibitorem biosyntézy - brassinazolem) v rostlinách vystavených vodnímu deficitu. Avšak pokles relativního obsahu vody v protikladu s nárůstem obsahu chlorofylů v dnech následujících po nástupu stresu suchem v obou kultivarech (lišících se citlivostí vůči suchu) vybízí k dalšímu zkoumání této problematiky. Pochopení role BR v toleranci a odolnosti rostlin vůči suchu je důležité nejenom pro základní výzkum, ale mohlo by se stát důležitým předpokladem pro šlechtění plodin tolerantních vůči suchu v určitých podmínkách prostředí.
|
|
|
Reakce různých genotypů Zea mays L. a Vicia faba L. ošetřených brassinosteroidy na působení vodního deficitu
Kuklíková, Radka ; Rothová, Olga (vedoucí práce) ; Hnilička, František (oponent)
V této práci jsem sledovala reakce rostlin na stres suchem a následnou obnovu zálivky při ošetření roztokem syntetického brassinosteroidu (5-fluor-3α,17β-dihydroxy-5α-pregnan-6- on). Zabývala jsem se reakcemi dvou rostlinných druhů s odlišným typem fotosyntézy při šestidenním přerušení zálivky a následné šestidenní periodě obnovení optimální zálivky. Pokusným materiálem byl bob obecný (Vicia faba L.) jako zástupce C3 rostlin a kukuřice setá (Zea mays L.) jako zástupci C4 rostlin. U každého druhu byly použity tři genotypy/odrůdy. Sledovány byly fotosyntetické, morfologické a vývojové charakteristiky. Ošetření brassinosteroidem ovlivnilo především morfologické charakteristiky, méně pak fotosyntetické. Větší vliv mělo na obsah pigmentů než na charakteristiky fluorescence chlorofylu a. Vnitrodruhová variabilita byla pozorována především u charakteristik morfologických, kdy na ošetření nejvíce reagovala odrůda/genotyp citlivá vůči suchu. Během stresové periody i během periody obnovy zvýšilo ošetření u obou rostlinných druhů hmotnost sušiny listů a kořenů, výšku nasazení listů, výšku rostliny a její přírůstek. Obsah pigmentů byl za stresu suchem ovlivněn pouze u kukuřice, po obnovení zálivky došlo ke zvýšení obsahu pigmentů přepočtených na jednotku sušiny i listové plochy u obou druhů. Fluorescenci...
|
|
|
Vliv vodního deficitu na obsah energie jednotlivých rostlinných orgánů vybraných druhů listové zeleniny
Šimůnková, Petra ; Hnilička, František (vedoucí práce) ; Česká, Jana (oponent)
Práce je věnována vlivu vodního deficitu na tvorbu sušiny a fotosyntetickou akumulaci energie u jednotlivých rostlinných orgánů vybraných druhů rostlin. Jako vybraný pokusný materiál byly zvoleny rostliny špenátu setého (Spinacea oleracea), odrůda Matador a novozélandský špenát (Tetragonia tetragonioides).
Rostliny špenátu setého a čtyřboče rozložité byly pěstovány v nádobách o velikosti 11x11 cm ve směsi zahradního substrátu A, křemičitého písku (2:1) sklenících FAPPZ ve dvou variantách. Jedna varianta byla kontrolní a druhá vystavená stresové reakci. Kontrolní varianta byla zalévaná po celou dobu pokusu 50 ml vody 2x za týden. Stresovaná varianta byla zalévaná po přepichování a po 6. odběru až do konce pokusu.
U rostlin byla v průběhu ontogenetického vývoje sledována hmotnost sušiny jednotlivých rostlinných orgánů. V sušině byl metodou spalné kalorimetrie sledován obsah fotosynteticky akumulované energie. Obsah netto energie byl zjišťován suchým spalným adiabatickým kalorimetrem LAGEST MS 10A.
Ze získaných výsledků vyplývá, že rostliny čtyřboče (tzv. novozélandského špenátu) mají 2x vyšší nárůst hmotnosti sušiny oproti špenátu. Kontrolní rostliny čtyřboče mají v porovnání s rostlinami rostoucími ve vodním deficitu vyšší hmotnost o 25,5 % (123 mg). Obdobně vyšší hmotnost kořenů vykazují kontrolní rostliny (41 mg) v porovnání se stresovanými rostlinami (40 mg). Kontrolní rostliny špenátu měly vyšší hmotnost nadzemní biomasy o 19,5 % v porovnání so stresovanými rostlinami (43 mg). Kořeny kontrolních rostlin měli nižší hmotnost v porovnání s se stresovanou variantou o 2960 mg.
Z výsledků dále vyplývá, že rostliny čtyřboče mají vyšší hmotnost sušiny kořenů a nadzemní biomasy v porovnání s rostlinami špenátu.
Spalné teplo bez popelovin bylo u nadzemní biomasy kontrolních rostlin čtyřboče ve výši 15,96 kJ.g-1 a u rostlin stresovaných 14,93 kJ.g-1 . V případě rostlin špenátu byl obsah energie kontrolních rostlin 14,98 kJ.g-1 a u stresovaných 14,21 kJ.g-1.
Spalné teplo bez popelovin kořenů kontrolních rostlin čtyřboče bylo o 1.11 kJ.g-1 vyšší než u rostlin stresovaných (13,19 kJ.g-1). V případě rostlin špenátu byl obsah energie kořenů kontrolních rostlin 11,90 kJ.g-1 a u stresovaných 11,72 kJ.g-1 .
Na základě měření byly potvrzeny mezidruhové rozdíly v reakci na vodní deficit a sledované charakteristiky. Z měření vyplynulo, že rostliny špenátu jsou citlivější na působení vodního deficitu v porovnání s rostlinami čtyřboče, který je tolerantnější. Dále z měření
vyplynulo, že existují rozdíly v množství sušiny a hodnotách spáleného tepla v závislosti na působení vodního deficitu.
|
|
|
Využití antistresové látky pro minimalizaci dopadu stresorů na produkci zahradních plodin
Nosálková, Monika ; Hnilička, František (vedoucí práce) ; Dana, Dana (oponent)
Cílem diplomové práce bylo zjistit, zda existují fyziologické rozdíly mezi vybranými genotypy papriky roční a působení nízkých teplot, na počátku ontogenetického vývoje. Dalším cílem práce bylo zjistit, jak reagují rostliny papriky roční na aplikaci antistresové látky Atonic a stanovit nejvhodnější fyziologické ukazatele odolnosti k nízkým teplotám.
Paprika roční se řadí mezi teplomilné plodiny, pro které je teplotní optimum 22 - 25 °C přes den a 18 - 20 °C přes noc. Papriky se vysazují na polní stanoviště již v době, kdy se mohou vyskytnout přízemní mrazíky. Ty mohou způsobit fyziologické změny v rostlině či dokonce zapříčinit její usmrcení.
Pro pokus byly vybrány tři odrůdy papriky roční: Amy, Eva a Lydia. Rostliny byly rozděleny do dvou základních variant na kontrolní rostliny a stresované. Dále byla každá z těchto variant ještě rozdělena na rostliny bez aplikace Atonicu a rostliny s aplikací Atonicu na počátku vegetativního růstu (6. den působení stresu). Kontrolní rostliny byly pěstovány při teplotách 20 °C a stresované rostliny byly přesunuty do klimaboxu s teplotou 5 °C přes den i přes noc. Tato teplota se může vyskytnout po začátku vysazení paprik na venkovní stanoviště.
Ve dvoudenních intervalech byl sledován obsah prolinu v listech papriky roční a relativní výtok elektrolytu u všech odrůd použitých v této práci. Ze získaných výsledků lze konstatovat, že akumulace prolinu byla nejvyšší u odrůdy Lydia ve stresované variantě s použitím přípravku Atonic a nejnižší obsah prolinu byl sledován u odrůdy Amy v kontrolní variantě. Dále bylo zjištěno, že ontogenetický vývoj rostliny má vliv na akumulaci prolinu a relativní výtok elektrolytu od počátku měření. Nejvyšší relativní výtok elektrolytu byl naměřen u odrůdy Lydia ve stresované variantě a nejnižší relativní výtok elektrolytu byl sledován u odrůdy Amy v kontrolní variantě. Z uvedených výsledků lze potvrdit stanovené hypotézy.
|
host ::
RSS.