|
|
Detekce příjmu a účinku herbicidů s využitím zobrazovací fluorescence chlorofylu, UV stínění fluorescence chlorofylu a modro-zelené fluorescence
Otáhalík, David
Abstrakt Diplomová práce je věnována problematice detekce příjmu a účinku herbicidů s využitím nedestruktivních metod zobrazovací fluorescence chlorofylu, UV stínění fluorescence chlorofylu a modro-zelené fluorescence na modelových druzích rostlin plevelů či rostlin simulujících plevelné druhy (chrpa polní, hořčice bílá) a modelových druzích polních plodin (ječmen jarní, hrách setý). Pro detekci byly také použity chlorofylový, flavonolový, antokyanový a NBI index, které byly měřené bodově. Měření metod proběhlo 3. a 8. den po aplikaci herbicidů. Ze zjištěných výsledků je zřejmé, že použité metody se liší v citlivosti na působení herbicidů s různým mechanismem účinku, ale že se mění také jejich citlivost v čase od aplikace. Současně je zřejmá rovněž významná interakce s druhem dle jeho citlivosti vůči danému herbicidu, ale současně byly některými metodami zaznamenány odezvy na působení herbicidu i v případech tolerance k danému herbicidu, což může být způsobeno vyvoláním obranných reakcí v rostlině jako například akumulací flavonolů či antokyanů. 3 dny od aplikace herbicidů bylo nejvíce statisticky průkazných odezev na působení herbicidů zjištěno u antokyanového a chlorofylového indexu, UV stínění fluorescence chlorofylu a parametru aktuální kvantový výtěžek fotosystému II (ΦPSII). Nejméně průkazných reakcí na působení herbicidů bylo naproti tomu zjištěno u parametru nefotochemického zhášení (NPQ) a flavonolového indexu. 8 dní od aplikace herbicidů bylo nejvíce statisticky průkazných reakcí zjištěno u indexu modro-zelené fluorescence, chlorofylového indexu a parametru ΦPSII. Nejméně u parametru NPQ a flavonolového indexu. Nejvíce statisticky průkazných detekcí příjmu a účinku herbicidů dosáhl obecně parametr zobrazovací fluorescence chlorofylu ΦPSII, chlorofylový index a index modro-zelené fluorescence, která byla ovšem měřena pouze 8. den po aplikaci herbicidů. Použité metody tak prokazují vysoký potenciál. Metody detekce mají vysoký potenciál při hodnocení příjmu a účinku herbicidů, ale je nutné zvažovat délku působení herbicidu, citlivost druhu a případně i růstovou fázi při aplikaci pro vlastní interpretaci výsledků.
|
|
|
Detekce napadení ječmene listovými chorobami pomocí infračerveného termálního zobrazování, zobazovací fluorescence chlorofylu, UV-stínění fluorescence chlorofylu a hyperspekrálního zobrazování
Holzmannová, Kateřina
Cílem diplomové práce bylo v teoretické části shrnout základní informace o ječmeni, jeho využití a listových chorobách, které se na ječmeni vyskytují nejčastěji, dále shrnout základy zobrazovacích metod potenciálně využitelných pro detekci chorob na listech rostlin, a to zobrazovací fluorescence chlorofylu, UV stínění fluorescence chlorofylu, hyperspektrálního zobrazování a infračerveného termálního zobrazování. Cílem práce bylo dále na základě provedeného experimentu s inokulací jarního ječmene padlím travním (Blumeria graminis f. sp. hordei) vyhodnotit potenciál jednotlivých senzorových metod z pohledu jejich schopnosti detekovat odolnost genotypů jarního ječmene vůči padlí. V praktické části jsou porovnávány vybrané senzorové metody v rámci experimentu se 6 liniemi jarního ječmene (linie odrůdy Pallas) lišící se pouze v přítomnosti různých genů odolnosti vůči padlí travnímu. Ty to linie byly zvoleny tak aby reprezentovaly širokou škálu reakčních typů odezvy na infekci avirulentními patotypy padlí, protože reakční typ se může odrazit na odezvě měřené pomocí těchto nepřímých metod. Na základě provedené korelační analýzy pro jednotlivé parametry měřené pomocí testovaných nepřímých senzorových metod s hodnotami světlem saturované rychlosti asimilace CO2, bylo možné konstatovat, že v rámci každé skupiny metod existuje parametr vykazující vysokou schopnost predikce odezvy rostliny a tím i odolnosti vůči padlí. Jedná se o jednak chlorofylový index, založený na principu měření infračervené a červené transmitance listu, diferenci teploty listu a teploty vzduchu stanovené pomocí termální kamery, poměr fluorescenčního poklesu – index vitality (Rfd), a konečně pak také spektrální index ZM. Kromě teplotní diference dosahují hodnoty Pearsonova korelačního koeficientu nad úroveň 0.74 což znamená, že se jedná o vysoce průkaznou závislost a hodnoty adjustovaného R2 hodnot nad 0.55 což znamená spolehlivost predikce vyšší jak 55%. KLÍČOVÁ SLOVA: ječmen; Blumeria graminis; detekce, fluorescence chlorofylu; UV stínění fluorescence; spektrální odrazivost; zobrazovací metody.
|
|
|
Detekce houbových chorob ječmene pomocí zobrazovací fluorescence a termálního zobrazování
Holzmannová, Kateřina
Hlavním cílem této práce bylo provést literární rešerši zobrazovacích metod pro detekci chorob jarního ječmene, jejich předností a nedostatků a na vzorcích jarního ječmene s různou úrovní infekce houbovými chorobami provést experiment umožňující porovnání detekce chorob s využitím metody zobrazovací fluorescence chlorofylu, zobrazovacího UV stínění fluorescence a hyperspektrálního zobrazování v pásmech VNIR a NIR. Původně plánované měření na více chorobách bylo provedeno s ohledem k vládním omezením cestování v souvislosti s pandemií koronaviru pouze pro napadení ječmene Pyrenophora teres. Dosažené výsledky prokazují, že všechny tři metody mají potenciál využití v oblasti včasné a neinvazivní detekce napadení P. teres ať již pro účely monitoringu napadení nebo při fenotypizaci odolnosti vůči P. teres. Nejlepší korelace k napadení listové plochy P. teres bylo dosaženo u aktuálního kvantového výtěžku fotosystému II (ΦPSII). Tento parametr vykazuje vysokou linearitu závislosti k napadení P. teres, což dává předpoklad spolehlivé detekce v celém rozsahu úrovně napadení. S ohledem na nutnost měření z malé vzdálenosti a také možný vliv změny intenzity slunečního záření, se jedná o parametr využitelný spíše pro fenotypizaci nežo metodu aplikovatelnou při monitoringu rozsáhlých ploch. Velmi dobrých výsledků detekce napadení P. teres bylo dosaženo také s využitím indexu UV stínění fluorescence. UV stínění fluorescence vykazuje rovněž velmi těsnou závislost k úrovni napadení P. teres avšak nelineárního charakteru, kdy index UV stínění fluorescence s malou úrovní napadení prudce stoupá a při vyšším napadení je ovlivněn méně. To znamená vyšší citlivost metody vůči malé rovni napadení a může proto představovat přednost zejména při včasné detekci napadení. Index UV stínění rovněž představuje značný potenciál z pohledu analýzy prostorové distribuce choroby na úrovni listu, kdy UV stínění roste v okolí místa napadení, ale v samotném místě napadení výrazně klesá. Naproti tomu hyperspektrální odrazivost představuje značný potenciál pro monitoring rozsáhlých ploch z pohledu napadení, protože může být vyhodnocena nejen z blízké vzdálenosti ale také z dronu, letadla či satelitu. Ze sledovaných vegetačních indexů bylo nejvyšší těsnosti i linearity závislosti vůči napadení P. teres dosaženo pro index integrující širší pásmo odrazivosti v oblasti 650-725 nm ANMB650-725. Dobrých výsledků z pohledu odhadu úrovně napadení bylo ale dosaženo i u jednoduchých indexů NDVI a EVI. Pro včasnou detekci napadení P. teres se pak jako nejvhodnější jeví index ARI založený na absorpčním pásmu antokyanů, který vykazuje prudkou změnu hodnot při nízkých úrovních napadení. Tento index rovněž prokazuje velmi dobré výsledky z pohledu vyhodnocení prostorové distribuce napadení na listu, přičemž v místě infekce ARI stoupá. Nejlepších výsledků z pohledu hodnocení prostorové distribuce napadení vykazuje jednoduchý poměr reflektancí v červené a zelené oblasti (RGR), který ovšem vykazuje méně těsnou závislost k úrovni napadení P. teres pokud je list posuzován jako celek. Celkově lze konstatovat, že všechny tři metody mají potenciál využití pro monitoring napadení P. teres a fenotypizaci odolnosti hnědé skvrnitosti. Klíčové pro jejich výběr jsou spíše technické požadavky, zda má být měřeno napadení listu jako celku nebo je nutné hodnotit variabilitu napadení na listu, z jaké vzdálenosti je možné měření provádět a jaký je rozsah měřených ploch, a také zda je nezbytné detekovat s vysokou citlivostí nízkou úroveň počátku napadení nebo je důležitější zajistit spolehlivý odhad napadení v celém rozsahu.
|
|
|
Zhodnocení fyziologického stavu buku lesního ve výsadbách na lokalitách napříč gradientem jeho stanovištní ekologické valence
Palouš, Daniel ; Albrechtová, Jana (vedoucí práce) ; Tomášková, Ivana (oponent)
Buk lesní (Fagus sylvatica L.) je jednou z dominantních dřevin Evropy, kde představuje klíčový druh pro fungování lesních ekosystémů. Probíhající změna klimatu s sebou přináší podmínky, které budou na mnoha místech současného rozšíření buku lesního představovat nepříznivý stres. S ohledem na současný kritický stav lesů v ČR i v dalších evropských zemích je o to naléhavější jejich stav sledovat. Na to jsou potřeba nástroje umožňující včas zachytit zhoršující se fyziologický stav porostů. Takové nástroje mohou být indikátory fyziologického stavu. V předkládané práci je hodnocena použitelnost a citlivost vybraných indikátorů fyziologického stavu na gradient podmínek (teplota, srážky, relativní vlhkost vzduchu) v rámci ekologické valence buku lesního. V období vrcholu jedné vegetační sezóny byly sledovány čtyři porosty buku lesního, jež na základě souborů lesních typů představovaly gradient suboptimálních až optimálních podmínek. Byl sledován porost představující stanovištní a mikroklimatické optimum (Kocanda); porost limitovaný dostupností vody (Hradecko) na spodním okraji vertikálního gradientu rozšíření; porost limitovaný nízkou teplotou vzduchu (Deštné) na horním okraji vertikálního gradientu rozšíření; a porost na stanovištním optimu, ale (pro buk lesní, jako stinnou klimaxovou dřevinu) s...
|
|
|
Kultivace, sledování a využití mikrořas
RANGLOVÁ, Karolína
Předmětem této práce jsou mikrořasy pěstované jak v laboratorních, tak i ve venkovních kultivačních systémech a jejich potencionální využití. Případové studie ilustrují korelaci změn rychlosti růstu s fotosyntetickou aktivitou, fyziologickým stavem a složením biomasy za různých podmínek (vysoká světelná ozářenost, optimálníúsuboptimální teplota a přítomnost některých polokovů). Zvláštní pozornost byla věnována také vyhodnocení biologické dostupnosti biomasy mikrořasy Chlorella obohacené selenem, které se běžně užívá jako doplněk stravy. V rámci metodiky, jako důležitý nástroj pro odhadnutí aktivity mikrořas, byly použity techniky monitorování fotosyntézy, zejména měření fluorescence chlorofylu.
|
|
|
Charakterizace mutantů huseníčku psbo1 a psbo2
Nykles, Ondřej ; Duchoslav, Miloš (vedoucí práce) ; Hála, Michal (oponent)
Protein PsbO je nezbytný pro fungování elektron-transportního řetězce v tylakoidních membránách vyšších rostlin. Ve většině krytosemenných rostlin, včetně Arabidopsis thaliana, má tento protein dvě izoformy, PsbO1 a PsbO2. Řada autorů se snažila za pomoci mutantních liniích, které postrádájí jednu či druhou izoformu, odhalit podstatu rozdílnosti PsbO1 a PsbO2. Problémem je, že mutanti v izoformách psbO nemají shodné množství celkového PsbO jako má WT. Vytvořili jsme tak rostliny psbo1isoL. Tyto linie obsahují pouze izoformu PsbO2, avšak v množství, jež je srovnatelné s hladinou PsbO ve WT. Výsledky těchto experimentů naznačují, že pokud má psbo1isoL stejnou hladinu PsbO jako WT, nelze u nich pozorovat fenotypový rozdíl. Za běžných podmínek kultivace jsme tak nebyli schopni určit, zda je mezi PsbO1 a PsbO2 funkční rozdíl. V návaznosti na výše zmíněné výsledky bychom také rádi znali podmínky (pokud takové jsou), za kterých se fenotypově odlišují T-DNA inzerční mutanti psbo2 (respektive psbo2cr, připravení metodou CRISPR/Cas9), mající pouze izoformu PsbO1, od WT. Za běžných podmínek totiž nelze na základě fenotypu psbo2 a psbo2cr od WT rozeznat. Z literatury nám byla známa jediná kultivační metoda, kdy autoři byly schopni odlišit psbo2 od WT. Touto metodou byla specifická hydroponická kultivace....
|
|
|
Vztah biochemických a fyziologických parametrů listu vybraných druhů trav k jejich kompetiční roli v reliktní krkonošské tundře.
Mamula, Petr Martin ; Lhotáková, Zuzana (vedoucí práce) ; Tylová, Edita (oponent)
Krkonošská arkto-alpinská tundra je oblast, která je součástí Krkonošského národního parku, s unikátním ekosystémem a biodiverzitou. Tato oblast byla v historii velmi zásadně ovlivněná zásahem člověka, který zde hospodařil a zapříčinil se tak o vznik dnes vzácného ekosystému smilkových (Nardus stricta L.) luk. Na těchto smilkových loukách roste díky nízkému vzrůstu a řídkému olistění smilky mnoho dalších rostlinných druhů, které jsou mnohdy endemičtí a chránění. Smilka (N. stricta) je ovšem v posledních letech přerůstána jinými trávami, jako je například třtina chloupkatá (Calamagrostis villosa J. F. Gmelin), která svým vyšším vzrůstem a těsným zápojem zakrývajícím povrch neumožňuje růst vzácným druhům jako smilka. Cílem této práce proto bylo u smilky (N. stricta) a dalších tří vybraných druhů trav - metlice trsnatá (Deschampsia cespitosa (L.) P. Beauv.), bezkolenec modrý (Molinia caerulea (L.) Moench) a třtina chloupkatá (C. villosa), identifikovat na základě biochemických, strukturálních a fyziologických parametrů listoví parametr nebo kombinaci parametrů, které by mohly dávat konkurenčním travinám smilky kompetiční výhodu. Terénní výzkum a odběr vzorků listoví, pro následné laboratorní zpracování, probíhal v okolí Luční boudy v Krkonošské arkto-alpinské tundře v červnu, červenci a srpnu 2020 a...
|
|
|
Akumulace fenolických látek u řasy Spirogyra ve stresových podmínkách
Ráček, Jan ; Pichrtová, Martina (vedoucí práce) ; Procházková, Lenka (oponent)
Fenolické látky představují jednu z velkých skupin sekundárních metabolitů vyšších rostlin, které hrají roli v celé řadě interakcí s biotickým a abiotickým prostředím. Mezi řasovými skupinami produkují tyto látky mimo jiné spájivé řasy (Zygnematophyceae), které jsou v současné době považované za nejbližší žijící příbuzné vyšším rostlinám. Společnou funkcí fenolických látek je ochrana před škodlivými účinky ultrafialového záření, případně i přebytečnou mírou fotosynteticky aktivního záření, což bylo podpořeno i indukcí jejích syntézy po expozici UV záření v několika ekofyziologických studiích. Šíře aplikovaných stresových faktorů a jejich efekt na změny v hladině fenolů jsou však omezené. V této diplomové práci byl rod Spirogyra, u kterého je známá chemická struktura řady konkrétních fenolických látek, vystaven vybraným stresovým faktorům a sledován jejich vliv na morfologii buněk, maximální kvantový výtěžek Fv/Fm a kvantitu fenolických látek. Signifikantní nárůst byl zaznamenán po aplikaci UV-B záření, vyšší míry PAR, nízké teploty a osmotického stresu, zatímco u vysoké teploty tento efekt nebyl patrný. Zvýšená produkce při expozici UV-B dále podtrhuje důležitý význam fenolických látek v ochraně před tímto typem stresu u spájivých řas, zatímco v případě ostatních stresových podmínek mohou fenoly...
|
|
|
Samoregulační mechanismy fotosyntetických systémů
Semerák, Matěj ; Mančal, Tomáš (vedoucí práce) ; Holá, Dana (oponent)
Fotosyntéza, pochod využívající energie dopadajících fotonů k pohonu elektrontransportního řetězce tvořícího membránový gradient pH, je v přírodě rozšířeným způsobem obživy. Intenzita slunečního záření však může překročit míru, již jsou organismy schopny svými aparáty zvládnout. Za této situace přicházejí na řadu nezbytné ochranné mechanismy, bezpečně odvádějící přebytečnou energii. Teorií o podstatě a regulaci těchto funkcí již bylo vypracováno mnoho a nové se stále objevují. Zdá se, že pozornost se soustřeďuje především na anténní komplex LHCII. Lze konstatovat, že ochranu s velkou pravděpodobností zajišťuje více mechanismů, přičemž panuje poměrně ustálený názor, že klíčovou roli v jejich spouštění hraje klesající pH. To je logické, neboť čím více fotonů přichází, tím intenzivněji probíhá transport protonů přes membránu, čili velikost ΔpH odráží rovnováhu mezi mírou spotřeby ATP a osvětlením membránového aparátu. Obecně se fenomén nazývá NPQ (nefotochemické zhášení), protože zeslabuje fluorescenci chlorofylu. Významnou úlohu zastávají patrně karotenoidy, hlavně zeaxantin, vznikající v kyselém prostředí činností violaxantin deepoxidasy; poskytuje chlorofylům energetickou past při excitačních interakcích. Dochází i ke konformačním změnám (zejm. proteinu PsbS), fosforylaci fotosystémů a dalším procesům.
|
|
|
Analýza parametrů, u nichž se předpokládá souvislost se suchovzdorností, u různých genotypů čiroku
Panchártek, Daniel ; Holá, Dana (vedoucí práce) ; Hniličková, Helena (oponent)
Cílem práce bylo 1) zjistit možnosti pěstování a hodnocení genotypů čiroku dvoubarevného (Sorghum bicolor (L.) Moench) pocházejících z Indie v klimatu střední Evropy a 2) zhodnotit možnosti využití vybraných nedestruktivních a destruktivních metod založených především na měření fluorescence chlorofylu a a stanovení obsahu fotosyntetických pigmentů pro rozlišení genotypů čiroku na základě jejich předpokládané suchovzdornosti. Ve dvouletých polních pokusech bylo analyzováno patnáct genotypů tohoto rostlinného druhu (dvě stay-green rodičovské linie, dvě senescentní rodičovské linie a jedenáct introgresních linií s vnesenými stay-green lokusy), dva genotypy byly dále analyzovány ve skleníkových podmínkách, kde byl stres suchem navozen dvanáctidenním vysazením zálivky. U rostlin pěstovaných v polních podmínkách byly sice pozorovány rozdíly mezi některými genotypy ve všech měřených parametrech, ale pro většinu genotypů tyto rozdíly nebyly statisticky průkazné. Významně se v některých parametrech v obou pokusných sériích lišil pouze rodičovský stay-green genotyp B35, avšak mezi senescentními genotypy a ostatními stay-green genotypy rozdíly většinou nebyly. V podmínkách skleníku průkazné rozdíly mezi oběma genotypy, které se měly lišit svou suchovzdorností, také nebyly nalezeny v žádném z měřených...
|
host ::
RSS.