Vliv dopadajícího záření na teplotní závislost fotosyntetického transportu elektronů in vivo.

Bc. Zdeněk NOSEK

Bachelor's thesis

Effect of incident radiation on temperature dependence of photosynthetic electron transport in vivo.

Abstract:

Tato bakalářská práce se zabývá vlivem dopadajícího záření na teplotní závislost fotosyntetického transportu elektronů in vivo u smrku ztepilého. Cílem práce bylo pokusit se objasnit, zda odolnost fotosystému II vůči teplotnímu stresu je odpovídající vzrůstající teplotní stabilitě fotosystému II a posunu teplotního optima transportu elektronů k vyšším teplotám. Tato závislost byla měřena pomocí fluorescence chlorofylu a na jehlicích čtyřletých stromků, které byly kultivovány ve dvou růstových komorách. V každé růstové komoře proběhly dva odlišné aklimační režimy ? v první byly postupně nastaveny režimy HI ? LT (vysoká ozářenost, nízká teplota) a režim HI ? HT2 (vysoká ozářenost, nejvyšší teplota). V druhé komoře byl nastaven nejdřív režim LI ? LT (nízká ozářenost, nízká teplota) a HI ? HT (vysoká ozářenost, vysoká teplota). Meření teplotní závislosti fluorescence bylo provedeno po devíti až dvanáctidenní aklimaci stromků na daný režim. Měření teplotní závislosti fluorescence probíhalo v termostatované komůrce. Z kontinuálního záznamu měření teplotní závislosti fluorescence byly určovány fluorescenční parametry ? hodnota minimální fluorescence (F0´), hodnota fluorescence v ustáleném stavu (F), hodnota maximální fluorescence (FM´). Z těchto hodnot byly počítány hodnoty kvantového výtěžku fotochemických reakcí PS II (Y), relativního transportu elektronů přes PS II (ETR) a energie, která je disipována ve formě tepla (D). Hodnoty maxim ETR vzorků aklimovaných na LT režimy se pohybovali okolo 31°C a byly v souladu s hodnotami uvedenými v literatuře. Hodnoty maxim ETR u vzorků aklimovaných na HT režimy se pohybovali okolo 33°C, to jest hodnota asi o 2°C nižší než je udávaná v literatuře. Aklimace na HI ? HT2 režim měla za následek mírný posun výtěžku fotochemických reakcí PS II k vyšším teplotám a následkem toho byly hodnoty Y vyšší než u rostlin z režimu HI ? LT při 35°C. Zmíněné metody potvrdily, že zvláště aklimace na vysoký teplotní stres (HI ? HT2) zvyšuje teplotní odolnost PS II.

Abstract:

This bachelor thesis deals with effect of incident radiation on temperature dependence of photosynthetic electron transport in vivo. In present study we attempted to elucidate, whether the PSII resistance to high-temperature stress is due to the increased thermal stability of PS II function and shift of the temperature optimum of electron transport reactions to higher temperatures. This dependence was estimated from measurement of chlorofyll a fluorescence on needles of four-year-old trees, which were cultivated in two growth chambers at different acclimation regimes. In each chamber the trees were exposed to two following regimes ? in first chamber was mode HI -LT (high irradiance, low temperature).Next mode was HI ? HT2 (high irradiance, the highest temperature). In second chamber the plants were exposed to LI ? LT (low irradiance, low temperature). Next regime was HI - HT (high irradiance, high temperature). Temperature dependence fluorescence was measured after nine or twelve day acclimation. Measurement of intensity of fluorescence proceeded during warming of needles in temperature-controlled chamber. From logged data hed levels of minimal fluorescence (F0´), fluorescence in steady status (F) and maximal fluorescence (FM´) were estabilished. From these values actual efficiencey of PS II photochemistry (Y), electron transport rate (ETR) and nonradiative dissipation (D) were calculated. Maximal values ETR of samples, which were acclimated on LT modes, were at about 31°C and were in correspondency with values in literature. Maximal values ETR of samples, which were acclimated on HT modes, were about 33°C. This value is lower by about 2°C in comparison with values in literature. Acclimation to HI-HT2 regime resulted in slight shift of P optimum to higher temperatures and consequently P values were higher than in HI-LT plants at temperatures above 350C. Mentioned methods confirmed that particularly acclimation to severe high-temperature stress (HI-HT2 conditions) increased the thermal stability of PSII function.

Keywords

termostabilita fotosystému II, aklimace, kvantový výtěžek fotochemických reakcí PS II, teplotní závislost fluorescence

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 4. 2009

Identifier: 12692

Thesis defence

• Date of defence: 27. 5. 2009
• Supervisor: Doc. RNDr. Vladimír Špunda, CSc.

University of Ostrava

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Experimental Biology