Koncentrace oxidu uhličitého nebo fotosynteticky aktivní radiace? Zhodnocení významu jednotlivých faktorů, které řídí průduchovou hustotu na povrchu listu.

Bc. Jan PLEVA

Master's thesis

Carbon dioxide or photosynthetic active radiation? Evaluation of the significance of individual factors that control the stomatal density on the leaf surface.

Abstract:

Průduchy jsou mikroskopické póry na rostlinné epidermis, které jsou zodpovědné za příjem CO2 a transport vody z listu při transpiraci. Tato výměna plynů mezi rostlinou a okolní atmosférou je ovlivňována průduchovou vodivostí a průduchovou hustotou (StD). Doposud není jasné, zda existuje jeden dominantní faktor, který řídí StD, nebo je počet průduchů výsledkem souhry více nezávislých faktorů. V této práci analyzujeme vliv hustoty zářivého toku fotosynteticky aktivní radiace (PPFD) a koncentrace CO2 v podprůduchové dutině (Ci). Rostliny slunečnice roční (Helianthus annuus) byly pěstovány v gradientu PPFD v rozmezí 50-500 ?mol?m-2?s-1. Na těchto rostlinách byly změřeny základní gazometrické parametry a A/Ci křivky. Koncentrace CO2 v podprůduchové dutině byla stanovena jak měřením výměny plynů, tak výpočty založenými na diskriminaci 13C. Porovnáním těchto dvou přístupů bylo zjištěno, že pro dlouhodobé experimenty je odhad Ci z 13C spolehlivější než z měření výměny plynů. Z výsledků plyne, že StD byla více citlivá na jednotkovou změnu Ci než PPFD. Z analýzy StD na abaxiálních a adaxiálních stranách listů bylo dále zjištěno, že abaxiální strana je více citlivá na změnu PPFD než adaxiální pouze při nižších hodnotách PPFD.

Abstract:

Stomata are microscopic pores in the plant epidermis, which are responsible for CO2 untake and water transport in transpiration. The gas exchange between the plant and the surrounding atmosphere is given by the stomatal conductance and stomatal density (StD). It is not clear up to know, wheter a single dominant factor that control StD exists or whether combination of several independent factors results in the final StD. In this work we evaluate the role of photosynthetic photon flux density (PPFD) and internal CO2 concentration (Ci) in the leaf. Plants of Helianthus annuus L. were cultivated under a PPFD gradient in the range of 50-500 ?mol?m-2?s-1. Besides stomatal density from leaf imprints gas exchange parameters and A/Ci curves were measured. CO2 concentration in sub-stomatal cavity was estimated by both gas exchange and fractionation of 13C in photosynthesis. By comparing these two approaches it was found out that for long-term experiments estimation of leaf internal CO2 from ? 13C is more reliable than from gas exchange. Besides that, it was observed that StD is more sensitive to CO2 concentration than PPFD. From the StD analysis on the abaxial and adaxial sides of the leaves, it was observed that the abaxial side is more sensitive to PPFD change than adaxial only at lower PPFD values.

Keywords

Průduchová hustota, délka průduchů, abaxiální a adaxiální strana listu, hustota fotonového toku, podprůduchová koncentrace CO2

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 4. 2022

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 2. 6. 2022
• Supervisor: Mgr. Daniel Vrábl, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Master programme / field:
Applied Physics / Biophysics