Fyziologická a metabolomická charakterizace vybraných genotypů bazalky pravé pěstovaných za kontrolovaných podmínek

Bc. Karolína KOMZÁKOVÁ

Master's thesis

Physiological and metabolomics characterization of selected Bazil varieties grown under controlled conditions

Abstract:

V posledních letech dochází po celém světě ke změně klimatu, zasolování půd a působení různých environmentálních vlivů na produkci plodin. Pomocí hydroponického pěstování je možné sledovat vliv vybraných abiotických stresů na růst a nutriční složení rostlin a plodin, díky čemuž je možné nalézt optimální podmínky pro jejich růst. V této diplomové práci byl zkoumán vliv příjmu dusíku a působení solného stresu na fyziologický vzhled rostlin, obsah aminokyselin a obsah vybraných sekundárních metabolitů u genotypů bazalky pravé 'Litra', 'Chládek červená' a 'Mánes'. Nejvíce zastoupené terpenoidy detekované analýzou GC-MS byly u všech tří genotypů linalool, eugenol, geraniol a methyleugenol. Byla provedena analýza UHPLC-MS/MS pro obsah aminokyselin, polyaminů a fenolických sloučenin. Při zvýšeném příjmu dusíku byl u genotypu 'Litra' a 'Mánes' sledován nárůst obsahu aminokyselin a polyaminů, rostlinám se dařilo i z fyziologického hlediska. Při nízkém příjmu dusíku byl sledován nárůst fenolických sloučenin u všech tří genotypů, u genotypu 'Mánes' vzrostl i obsah terpenoidů. Při použití kontrolního 1/2 Hoaglandova roztoku byl pozorovnám nejvyšší obsah terpenoidů u genotypu 'Litra'. Při aplikaci solného stresu došlo u všech tří genotypů k nárůstu obsahu prolinu, jakožto osmolytu, jehož akumulace vede ke zmírnění účinků solného stresu. Genotyp 'Chládek červená' vykazoval celkově nízkou odolnost vůči solnému stresu, při jeho aplikaci obsahoval však nejvíce terpenoidů a polyaminů. Genotyp 'Mánes' se naopak jevil jako vysoce odolný vůči solnému stresu, kdy obsahoval také nejvíce fenolických látek stejně jako genotyp 'Litra'.

Abstract:

In recent years, climate change, soil salinisation and various environmental impacts on crop production have taken place around the world. With hydroponic cultivation, it is possible to control the influence of selected abiotic stresses on the growth and nutritional composition of plant and crops, thans to which it is possible to find optimal conditions for their growth. In this diploma thesis, the influence of nitrogen intake and salt stress on the physiological appearance of plants, amino acid content and content of selected secondary metabolites in the basil genotypes 'Litra', 'Chládek červená' and 'Mánes' was investigated. The most contained terpenoids detected by GC-MS analysis in all three genotypes were linalool, eugenol, methyleugenol and geraniol. UHPLC-MS/MS analysis was performer for amino acids, polyamines and phenolic compounds. With a high nitrogen intake, an increase in the content of amino acids and polyamines was detected for genotype 'Litra' and 'Mánes', and the plants also prosper from a physiological point of view. With a low nitrogen uptake, an increase in phenolic compounds was detected in all three genotypes, and the terpenoid content for genotype 'Mánes' also increased. With using the control 1/2 Hoagland´s solution, the highest terpenoid content was detected for genotype 'Litra'. During the application of salt stress, the content of proline, as an osmolyte, the accumulation of which leads to the mitigation of the effects of salt stress, increased in all three genotypes. The genotype 'Chládek červená' showed an averall low resistence to salt stress, but when applied, it contained the most terpenoids and polyamines. The genotype 'Mánes', on the other hand, appeared to be highly resistant to salt stress, as it also contained the most phenolic compounds as well as the genotype 'Litra'.

Keywords

Ocimum basilicum L., podmínky pěstování rostlin, sekundární metabolity, GC-MS, LC-MS

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Sanja Ćavar Zeljković, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry