Fluorescenční charakteristiky thylakoidních membrán izolovaných z různých druhů rostlin

Karolína KOTALOVÁ

Bachelor's thesis

Fluorescence characteristics of the thylakoid membranes isolated from different plant species

Abstract:

Práce se zabývá problematikou izolace thylakoidních membrán a vlivu zvýšených teplot na jejich funkčnost. Experimentální část práce se zabývá izolací membrán smrku ztepilého, ječmene setého a Arabidopsis thaliana a vyhodnocením vlivu teploty na fluorescenční charakteristiky pomocí měření fluorescence chlorofylu a za použití PAM fluorimetru. Součástí práce bylo měření za laboratorní teploty a dále byl studován vliv teplot 25 °C, 32 °C, 36 °C a 40 °C. Byly vyhodnoceny parametry maximální účinnosti fotosystému II a nefotochemického zhášení. U izolovaných thylakoidních membrán smrku nebyl pozorován typický průběh zhášení ani po přidání umělých donorů a akceptorů elektronů, zřejmě vlivem odplavení přenašečů elektronů při izolaci. V případě ječmene a Arabidopsis byly zkoumány teplotní závislosti, včetně měření s přidáním dithiotreitolu a bylo tedy možné určit, jaká část zhášení probíhala fotochemickou a nefotochemickou cestou. Dále bylo studováno, jaká část nefotochemického zhášení probíhala pomocí xantofylového cyklu. Měření vzorků ječmene ukázalo, že majoritní část nefotochemického zhášení probíhala v xantofylovém cyklu, ale při vyšších teplotách již ke zhášení nedocházelo. V případě Arabidopsis se nefotochemické zhášení podílelo menší částí a v xantofylovém cyklu se disipovala jen velmi malá část energie, ovšem k nefotochemickému zhášení docházelo i při vyšších teplotách.

Abstract:

The thesis deals with the topic of thylakoid membranes isolation and temperature impact on their functionality. The experimental part relates to membranes isolation of Norway spruce, barley and Arabidopsis thaliana and assessing temperature impact by measuring fluorescence of chlorophyll a using a PAM fluorimeter. The experimental work included measurements at room temperature and studying effects of temperatures of 25 °C, 32 °C, 36 °C and 40 °C. The parameters of maximal photochemical efficiency of photosystem II and non-photochemical quenching were evaluated. There was no typical quenching process observed on isolated spruce thylakoid membranes even after adding synthetic donors and acceptors of electrons. This was most probably caused by electron transmitters being carried away during isolation. Measurements with barley and Arabidopsis enabled examination of temperature impacts, including measuring with added dithiothreitol. It was therefore possible to determine the portions of quenching processed the photochemical and non-photochemical way and the percentage of non-photochemical quenching carried out by the xanthophyll cycle. The measurements of barley samples showed that the major part of non-photochemical quenching was carried out within the xanthophyll cycle but at higher temperatures the quenching did not happen. Experiments with Arabidopsis indicated that non-photochemical quenching participated only in smaller amount and only a very little portion of energy was dissipated in the xanthophyll cycle. On the other hand, the non-photochemical quenching was present event at higher temperatures.

Keywords

Thylakoidní membrány, fluorescence chlorofylu a, nefotochemické zhášení, maximální fotochemická účinnost, smrk ztepilý, ječmen setý, Arabidopsis thaliana

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 4. 2015

Accessible from:: 27. 4. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 2. 6. 2015
• Supervisor: Mgr. Irena Kurasová, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Applied Physics / Biophysics