Vliv krátkodobého vodního deficitu na vybrané fyziologické charakteristiky pšenice seté (Triticum aestivum L.)

Bc. Semen Lysytskyi

Master's thesis

Influence of short - term water deficit on selected physiological characteristics of wheat plants (Triticum aestivum L.)

Abstract:

Pšenice setá (Triticum aestivum L.) je jak celosvětově, tak i v ČR nejpěstovanější obilninou a patří mezi jednu z nejstarších kulturních plodin. Začátky pěstování pšenice sahají daleko do historie a jsou spojeny se vznikem zemědělství. Pšenice, díky řadě svých vlastností se postupně stala hlavní pěstovanou polní plodinou a rozšířila se na všechny kontinenty kromě Antarktidy. V současnosti jí najdeme všude, kde to dovolují povětrnostní a půdní podmínky. Vodní deficit patří stále mezi nejvýznamnější stresové faktory, které ovlivňují nejenom výnosy, ale také kvalitu získané produkce. Šlechtitelé se zaměřují na šlechtění odrůd a linií plodin, které by se vyznačovaly vyšší odolností vůči vodnímu deficitu. Vedle šlechtění např. na velikost kořenového systému, změny zabarvení listů, je pozornost zaměřena na změnu morfotypu, osinatost, ale také změnu zabarvení endospermu. Cílem práce je stanovit genotypové rozdíly v reakci rostlin na vodní deficit. Navržené hypotézy jsou následující: existují genotypové rozdíly na působení vodního deficitu, fyziologické reakce rostlin jsou ovlivněny genotypem, vodní deficit ovlivňuje fyziologické reakce juvenilních rostlin pšenice. Pokus byl založen jako nádobový se zeminou ve skleníku katedry botaniky a fyziologie rostlin v částečně řízených podmínkách, za zachování přirozeného světelného režimu. Celkově do pokusu bylo zařazeno 3 genotypy. Pokus se skládal z kontroly a tři variant stresu. V průběhu skleníkového pokusu se uskutečnilo 6 odběrů a měření fyziologických charakteristik. V rámci měření vodního režimu rostlin byl sledován osmotický potenciál. Parametry výměny plynů byli sledovány pomocí infračerveného analyzátoru plynů. Dále byl stanoven obsah pigmentů a jejich fluorescence. Ze získaných výsledků vyplývá, že genotyp měl statisticky průkazný vliv na rychlost transpirace, rychlost fotosyntézy, na obsah celkového chlorofylu a na obsah karotenoidů. Dále z výsledků vyplývá, že vodní deficit měl statisticky průkazný vliv na rychlost transpirace, rychlost fotosyntézy, osmotický potenciál a celkový obsah chlorofylu. Také byla potvrzena existence genotypových rozdílů na působení vodního deficitu.

Abstract:

Common wheat (Triticum aestivum L.) is the most cultivated cereal both worldwide and in the Czech Republic and is one of the oldest crops. The beginnings of wheat cultivation go back far in history and are linked to the origins of agriculture. Wheat, thanks to its many characteristics, gradually became the main cultivated field crop and spread to all continents except Antarctica. Today, it can be found wherever weather and soil conditions permit. Water scarcity is still one of the most important stress factors affecting not only yields but also the quality of production. Breeders are focusing on breeding varieties and crop lines that are more resistant to water deficit. In addition to breeding e.g., root size, and changes in leaf colour, attention is focused on morphotype change, seed set, and endosperm colour change. This work aims to determine genotypic differences in plant response to water deficit. The proposed hypotheses are as follows: there are genotypic differences to the effect of water deficit, plant physiological responses are influenced by genotype, and water deficit affects the physiological responses of juvenile wheat plants. The experiment was set up as a pot experiment with soil in the greenhouse of the Department of Botany and Plant Physiology under partially controlled conditions, maintaining a natural light regime. A total of 3 genotypes were included in the experiment. The experiment consisted of a control and three stress variants. During the greenhouse experiment, 6 samplings and measurement of physiological characteristics were carried out. The osmotic potential of the plants was monitored as part of the water regime measurements. Gas exchange parameters were monitored using an infrared gas analyzer. Pigment content and fluorescence were also determined. The results obtained showed that genotype had a statistically significant effect on transpiration rate, photosynthesis rate, total chlorophyll content, and carotenoid content. Further, the results showed that water deficit had a statistically significant effect on transpiration rate, photosynthesis rate, osmotic potential, and total chlorophyll content. The existence of genotypic differences in the effect of water deficit was also confirmed.

Keywords

pšenice setá, vodní deficit, výměna plynů, fluorescence, vodní režim

Keywords

water deficit, gas exchange, fluorescence, water mode, common wheat

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 16. 5. 2023
• Supervisor: doc. Ing. František Hnilička, Ph.D.
• Reader: Martin Matějovič, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / specializace:
Plant Production / Crop Production