Vliv vodního deficitu na obsah pigmentů v listech špenátu setého a čtyřboče rozložité

Pavel Rechcígl

Bachelor's thesis

Effect of water deficit on the content of pigments in the leaves of spinach and New Zealand spinach

Abstract:

Na vodní deficit citlivě reagují zeleniny, a to především zeleninové druhy, které ve svých pletivech obsahují velké množství vody. Cílem práce bylo vyhodnotit změnu rostlinných pigmentů špenátu setého a čtyřboče rozkladité během vodního stresu. Pokus probíhal ve sklenících FAPPZ a v laboratořích katedry botaniky a fyziologie rostlin. V částečně řízených podmínkách skleníku byly v nádobách pěstovány rostliny špenátu setého (odrůda Matador) a rostliny čtyřboče rozložité. Rostliny byly pěstovány v nádobách o velikosti 11x11 cm, ve směsi zahradního substrátu A a křemičitého písku, v poměru 2:1. Schéma pokusu zahrnovalo dvě varianty, stresovou a kontrolní. U stresové varianty byl metodou postupného vysychání substrátu navozen vodní deficit, který přetrvával prvních 12 dnů od zahájení pokusu, poté došlo k obnově zálivky na úroveň kontrolní varianty. Kontrolní varianta byla zavlažována po celou dobu pokusu na úroveň 70 % VVK. U rostlin byl ve dvoudenních intervalech měřen obsah fotosynteticky aktivních pigmentů pomocí přístroje chlorofylmetr CCM 200 (OptiSciences, Velká Británie), fluorescence chlorofylů přístrojem OS1-FL (OptiSciences, Velká Británie) a spektrofotometrie chlorofylů na přístroji Helios gamma, která proběhla v laboratoři FAPPZ po dokončení všech měření. Pokus byl zahájen po vzejití čtvrtého listu. Bylo prokázáno, že z vybraných rostlin na vodní stres nejcitlivěji reaguje špenát setý. Během pokusu bylo zaznamenáno, že u špenátu došlo ke snížení obsahu pigmentů mezi variantami u rostlin stresovaných v průměru o 0,063 mg.cm-2 v porovnání s kontrolní variantou. U rostlin čtyřboče bylo toto snížení v průměru 0,00074 mg.cm-2. Dále bylo u testovaných rostlin zjištěno, že hladina karotenoidů se vlivem vodního deficitu zvyšuje v porovnání s rostlinami zavlažovanými. Čtyřboč vykazoval vyšší nárůst karotenoidů, ve srovnání se špenátem, tento rozdíl činil v průměru 0,011 mg.cm-2. Výsledky fluorescence dokazují, že vyšší hodnoty poměru Fv/Fm jsou dosaženy u rostlin stresovaných oproti zavlažovaným. U špenátu byla naměřena nižší hodnota poměru Fv/Fm v porovnání s rostlinami čtyřboče v průměru o 0,002. Na základě výsledků lze konstatovat, že spektrofotometrické stanovení obsahu pigmentů je přesnější, neboť se stanovují všechny pigmenty samostatně, oproti měření chlorofylmetrem, který stanovuje pouze celkový obsah pigmentů.

Abstract:

Vegetables in general are very sensitive on any kind of a water deficiency, especially such species that contain enormous amount of water within their contexture. The aim of this work is to evaluate a change of botanical pigmentation during a water distress of Spinacia oleracea and Tetragonia tetragonioides. The experiment was carried out within the premises of FAPPZ (greenhouses) and those of botany and physiology department (laboratory). As stated above, plants of Spincia oleracea (Matador mutation) and Tetragonia tetragonioides cultivated in bins were used as testing material. Scheme of the experiment included two variants, the stressing and the controlling one. As for the initial variant, using a gradual substrate´s dehydration method lead to water deficiency which lasted for the first 12 days of the experiment. Afterwards, a watering level was equated to controlling variant level. During the latter variant, a plant was being watered during a whole period of the experiment at level of 70 % VKK. Volume of photosynthetically active pigmentations within the plants was measured in 2 days intervals. CCM 200 Unit (OptiSciences, UK) was used for the measuring. Fluorescence of chlorophylls was measured with OS1-FL Unit (OptiSciences, UK) and spectrophotometry of chlorophylls with Helios gamma Unit. This excercices were carried out after the fourth leaf germinated in FAPPZ laboratories. It was proven that among studied plants, spinach was the most susceptible to water stress. The experiment showed that pigment content of various types of stressed spinach plants was decreased on average by 0,063 mg.cm-2 as compared to the unstressed plants. Various types of tetragonia plants decreased their pigment concentration on average by 0, 00074 mg.cm-2. The experiment also showed that the stressed plants increased their cartenoid levels as opposed to the unstressed plants. The increase in these levels was higher in the case of tetragonia plant. Compared to spinach, this difference was on average 0,011 mg.cm-2. The results of flourescence showed that the non-irrigated plants had higher Fv/Fm ratio when compared to the irrigated plants. The spinach plants had their Fv/Fm ratio lower when compared to the tetragonia plants, on average by 0,002. Based on this thesis, it can be said that spectrophotometric determination of pigment content is more precise. In this kind of determination, each pigment is considered separatedly, as compared to the determination by the chlorophyll meter, which only determines overall pigment content.

Keywords

špenát, čtyřboč, vodní deficit, obsah pigmentů, fluorescence

Keywords

spinach, tetragonia, water deficit, pigment content, fluorescenc

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. František Hnilička, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Horticulture / Horticulture