|
|
Antokyany v listech rostlin: ochranná funkce a detekce spektrálními metodami
Nikodymová, Michaela ; Albrechtová, Jana (vedoucí práce) ; Urban, Otmar (oponent)
Rostliny se během svého života musí vypořádat se změnou různých faktorů vnějšího prostředí, z nichž některé vyvolávají u rostlin stres. Stresory mohou v rostlinách způsobit poškození vedoucí k inhibici růstu a fotosyntézy, to může v extrémním případě nebo po dlouhodobém vystavení stresu vést ke smrti celého organismu a negativně se odrážet v zemědělských výnosech. Rostliny si musely vyvinout obranné mechanismy, mezi něž patří i akumulace antokyanů, které se při vystavení rostliny stresovému faktoru mohou hromadit v listech. Cílem práce je shrnout poznatky o vlivu stresových faktorů na akumulaci antokyanů v listech a o funkci antokyanů v ochraně před těmito faktory. Antokyany mají nejčastěji funkci antioxidantů, které reagují s ROS a tím je inaktivují, mohou fungovat i jako filtry chránící fotosystémy před UV zářením, a jako ochrana před herbivory. V práci jsou také shrnuty poznatky o spektrálních metodách detekce antokyanů v listech s důrazem na nedestruktivní metody detekce. Spektrální metody umožňují analyzovat antokyany na základě interakce listu a látek v něm obsažených se zářením, které na list dopadá. Nejčastěji používanou metodou je UV-VIS spektrofotometrie. Pro studium změny pigmentů v listech během ontogenetického vývoje je třeba použít nedestruktivní metody jejich detekce. Použití vhodné...
|
|
|
Modulation of ozone flux in a mountain spruce forest under different cloud cover
Juráň, Stanislav ; Fares, S. ; Urban, Otmar
Ozone (O3) fluxes were modelled from a concentration gradient in a Norway spruce forest at the Bílý Kříž experimental station for years 2012–2016. Daily and seasonal O3 depositions were calculated separately for days with cloudy, partly cloudy, and clear sky conditions. The hypothesis that overcast conditions modulate O3 flux in the forest ecosystem via controlled stomatal conductance is tested. Indeed, the highest stomatal conductance followed by the highest O3 deposition was found during partly cloudy and cloudy sky conditions in all seasons.
|
|
|
Effect of elevated CO2 on morphological and photosynthetic parameters in two understory grass species in Beskydy Mountains
Holub, Petr ; Klem, Karel ; Urban, Otmar
We transplanted two grass species, Calamagrostis arundinacea and Luzula sylvatica, to the understory of\na 10-year-old experimental mixed forest exposed to ambient (385 μmol CO2 mol–1, AC) and elevated (700\nμmol CO2 mol–1, EC) atmospheric CO2 concentration using a glass dome facility. Effects of EC on plant\nmorphology and photosynthesis were examined after three years of treatment. We tested the hypotheses\nthat shade-tolerant species can profit from EC even at low light conditions and that relatively low accumulation\nof assimilates at such light conditions will not cause CO2-induced down-regulation of photosynthesis.\nWe expected that EC can substitute insufficient light intensities under the tree canopy and lead to both\nhigher biomass production and survival of plants in deep forest understories. The typical shade-tolerant\nspecies L. sylvatica exhibited positive acclimation under EC allowing higher light use efficiency under subsaturating\nlight intensities as compared to plants grown under AC. In contrast, C. arundinacea showed\nhigher stimulation of growth and photosynthetic rates by EC mainly under saturating light intensities at\nthe beginning of the growing season, when the forest leaf area is not fully developed and the open canopy\nallows a greater proportion of incident light to reach the understory. Our data indicate that growth and\nphysiological responses of EC plants in forest understories are species specific, differ from responses of\nsun-exposed plants, and depend on degree of shading.
|
|
|
Interactive effect of UV radiation and CO2 treatment on extractable volatile organic compounds from European beech leaves
Večeřová, Kristýna ; Pernicová, N. ; Klem, Karel ; Urban, Otmar
The main objective of this experiment was to investigate the combined effect of different UV treatments\nand elevated CO2 concentration on monoterpene and methyl salicylate (MES) content in leaves of\nEuropean beech during the growing season. Plants were grown under ambient (AC, 400 μmol mol–1) and\nelevated (EC, 700 μmol mol–1) CO2 concentrations and three UV radiation treatments (ambient – UVamb,\nexcluded – UV-, and enhanced – UV+). Leaves collected from July to September were extracted in cold\nheptane to determine volatile organic compounds content using gas chromatography. Our results show\nthat AC plants had higher total content of extractable monoterpenes and MES than did EC plants over\nthe whole growing season and irrespective of UV treatment. Limonene, 2-bornene, and ester MES were\nthe most abundant volatile compounds in beech leaves. The highest contents of 2-bornene and MES were\nfound under the UV- treatment and AC. Contents of α-pinene, β-pinene, and carene decreased during the\ngrowing season while the content of limonene increased.
|
|
|
Water-use efficiency of winter wheat under heat and drought stress
Hlaváčová, Marcela ; Klem, Karel ; Novotná, Kateřina ; Rapantová, Barbora ; Urban, Otmar ; Hlavinka, Petr ; Smutná, P. ; Horáková, V. ; Škarpa, P. ; Trnka, Miroslav
Because such extreme weather events as dry spells and heat waves are expected to occur more frequently\ndue to climate change, the issue of appropriate water management for sustainable agricultural production\nis increasingly important. This study focuses on wheat, the second most widely grown cereal in the world\nand the most common cereal in European countries. The study assesses the effects of short periods (3 and\n7 days) of high temperatures (26°C as a control, 32°C, 35°C, and 38°C as daily temperature maxima from\n12:00 to 14:00) and drought stress at different developmental stages (DC 31 – beginning of stem elongation,\nDC 61 – flowering, and DC 75 – early grain filling) on water-use efficiency (WUE) in winter wheat\ncultivar Tobak. This cultivar is one of the most widespread winter wheat cultivars in Czech Republic fields.\nThe analysis of WUE showed that the cv. Tobak plants were able to withstand drought stress conditions\nthrough increased WUE. In contrast, wheat plants were stressed more markedly if exposed to higher temperatures\nand drought in combination. Generally, the wheat plants were most sensitive to drought at DC\n31.
|
|
|
Anatomická analýza mezofylu stinného a slunného listu buku lesního pod vlivem zvýšené koncentrace CO2.
Horská, Jana ; Lhotáková, Zuzana (vedoucí práce) ; Urban, Otmar (oponent)
Práce se zabývá vyhodnocením vlivu koncentrace CO2 a ozářenosti na vybrané anatomické parametry listu buku lesního, Fagus sylvatica L. Proces fotosyntézy je zásadně ovlivňován řadou vnějších faktorů, mezi nimi atmosférickou koncentrací CO2 a ozářeností a úzce souvisí s anatomickými parametry listu. Jedním z těchto důležitých anatomických parametrů ovlivňujících rychlost asimilace je vnitřní povrch listu, který představuje plochu mezofylu, na které dochází k výměně plynů. Experimentální materiál využitý v této práci byly listy z juvenilních stromů buku lesního zasazených v r. 2005 a rostoucích v aktuální koncentraci CO2 (390ppm, AC) a ve zvýšené koncentraci CO2 (700 ppm, EC) na experimentálním stanovišti Bílý Kříž v Beskydech Centra výzkumu globální změny AV ČR. Vyhodnoceny byly anatomické parametry slunných a stinných listů z obou ošetření CO2 odebrané ve dvou sezónách s odstupem tří let (2009 a 2012). Ke stanovení anatomických parametrů listu byly využity stereologické metody, které poskytují nevychýlený odhad měřených parametrů, především metoda fakír pro stanovení vnitřního povrchu listu. Na listech odebraných v roce 2009 byl účinek EC zaznamenán pouze ve snížení zastoupení mezibuněčných prostor v mezofylu. V roce 2012 způsobila EC u listů navýšení mocnosti palisádového parenchymu a trend...
|
|
|
Sekvestrace uhlíku lesními ekosystémy v měnícím se klimatu.
Hlaváčková, Lucie ; Lhotáková, Zuzana (vedoucí práce) ; Urban, Otmar (oponent)
Studium globálního cyklu uhlíku je v popředí zájmu vědců, protože pochopení jednotlivých sinků uhlíku a vazeb mezi nimi může nastínit řešení problémů spojených se zvyšující se koncentrací CO2 v ovzduší v budoucnosti. Práce je zaměřena na roli lesních ekosystémů v tomto cyklu. Lesy pokrývají skoro třetinu povrchu pevniny a prostřednictvím fotosyntézy váží velkou část uhlíku do své biomasy. Síla sinku lesního porostu se však může lišit v závislosti na typu biomu, stáří porostu a na aktuálních klimatických podmínkách. Lesní biomy můžeme obecně rozdělit podle zeměpisné šířky na biom tropického, temperátního a boreálního lesa. V tomto pořadí klesá i jejich velikost zásob uhlíku. Ostatní parametry, jako čistá primární produkce a respirace, se liší v závislosti na konkrétním ekosystému. Tropické deštné lesy jsou velkou zásobárnou uhlíku, ovšem jejich značné kácení způsobuje také obrovské uvolňování emisí C zpět do atmosféry. Boreální lesy nejsou tak významným sinkem uhlíku, ale mají velký vliv na tamní klima. Jisté spekulace také vyvstávají v případě starých lesů. Je možné najít autory, kteří tvrdí, že starý les již není sinkem uhlíku a jejich celková uhlíková bilance je tedy neutrální. Mnoho prací však toto vyvrací a dokazuje sice nižší poutání uhlíku v porovnání s dospělými či mladými lesy, ale celkovou...
|
|
| |
|
|
Effects of vegetation season and needles’ position in spruce canopy on emissions of volatile organic compounds
Večeřová, Kristýna ; Holišová, Petra ; Pallozi, E. ; Guidolotti, G. ; Calfapietra, Carlo ; Urban, Otmar
The main objective of this study was to investigate seasonal changes and vertical distribution in emissions of biogenic volatile organic compounds (BVOCs) within a Norway spruce canopy profile. Emissions were measured on current-year needles from the upper and lower canopy in early July and late August. Our results show that total BVOC emissions under standardized conditions (light intensity 1,000 µmol m–2 s–1, temperature 30°C) are higher in July than they are in August. BVOC emissions from upper canopy needles were approximately 3 times higher than were those from lower canopy needles. This difference was observed in July but not in August. The monoterpenes α-pinene, camphene, and terpinolene showed the most significant differences between emissions from upper and lower canopy needles.
|
|
|
Comparison of emissions of biogenic volatile organic compounds from leaves of three tree species
Holišová, Petra ; Večeřová, Kristýna ; Pallozi, E. ; Guidolotti, G. ; Esposito, R. ; Calfapietra, Carlo ; Urban, Otmar
Biogenic volatile organic compounds (BVOCs) play many roles in plants’ ecophysiology and have the potential to affect atmospheric quality due to their chemical reactivity. Rates of BVOC emissions are highly variable depending on plant species and growing condition. Our study evaluated the amounts and spectra of BVOCs emitted from three tree species. We investigated BVOC emissions from the leaves of mature Norway spruce and sessile oak saplings grown in the field and from 1-year-old cuttings of hybrid poplar grown under laboratory conditions. Emitted BVOCs were sampled on desorption Tenax tubes in parallel with gas-exchange measurements. After subsequent thermal desorption of Tenax tubes, BVOC profiles were estimated by gas chromatography coupled with mass spectrometry. The tree species showed substantial differences in BVOC emission rates per unit leaf area ranging between 2.33 and 25.67 nmol m–2 s–1. Spruce trees had the lowest BVOC emissions and oak had slightly higher BVOC emissions on average than did poplar. Isoprene composed more than 97% of total BVOC emissions from oak and poplar, while no isoprene emissions from spruce needles were detected. Spruce BVOC emissions were mainly composed of such monoterpenes as α-pinene, β-pinene, and limonene.
|
host ::
RSS.