Stres zasolením u rostlin rodu řepa (Beta sp.)

Bc. Michaela Krupková

Master's thesis

Salinity stress in plants of the genus beet (Beta sp.)

Abstract:

Stres zasolením ovlivňuje řadu dějů v rostlině, například příjem živin a vody, schopnost látky ukládat a syntetizovat, a dokonce i samotný růst a vývoj rostlin budoucí generace. Při solném stresu si rostliny vyvinuly složité mechanismy. Tyto mechanismy zahrnují osmotickou úpravu, akumulaci kompatibilních rozpuštěných látek, jako je glycinbetain, prolin a polyoly a snížení toxické koncentrace iontů v cytoplazmě omezením přítoku Na+, jeho přesunutí do vakuol nebo jeho vytlačování na povrch listu. Diplomová práce sledovala vliv rozdílné koncentrace chloridu sodného na obsahu draslíku a sodíku v rostlinném vzorku u vybraných zástupců rodu řepa. Dále byla stanovena míru tolerance/citlivosti juvenilních rostlin vybraných druhů rodu řepa na zasolení. Hodnocenými druhy byly krmná řepa odrůda Hako, cukrová řepa odrůda Dobrovická A a mangold odrůda Lucullus. U vybraných zástupců rodu řepa (řepa cukrová odrůda Dobrovická A, řepa krmná odrůda Hako, mangold odrůda Lucullus) byl sledován vliv zasolení na jejich růst a schopnost přijímat Na a K rostlinami. Nádobový pokus byl založen v částečně řízených skleníkových podmínkách. Schéma pokusu zahrnovalo pět variant: 0, 50, 150, 250, 350 mM NaCl. Roztoky NaCl byly aplikovány v modifikovaném živném roztoku dle Hoaglanda. Koncentrace soli byla udržována zálivkou roztoky 50 mM NaCl ve dvoudenních intervalech. Pokus byl zahájen ve vývojové fázi 14 BBCH a byl ukončen za 8 týdnů. V juvenilních fázích vývoje sledovaných druhů rodu řepa byl měřen obsah sodíku a draslíku. Suchý rostlinný vzorek byl pomocí mikrovlnné pece rozložen a převeden na kapalný a poté měřen na atomovém absorpčním spektrometru Varian SpectrAA 110. Výsledky a statistické vyhodnocení potvrdilo hypotézu, že obsah sodíku ve vzorku stoupá se zvyšující se koncentrací NaCl, ale hodnoty draslíku se držely stabilně vysoké. Kontrola měla nejvyšší průměrnou hodnotu sodíku pro odrůdu Dobrovická A (88,3 mg/g DW), a to v prvním odběru. Pro koncentraci 50 mmol/l byla nejvyšší průměrná hodnota sodíku zaznamenána u Lucullusu (44,8 mg/g DW) v pátém odběru. Nejvyšší hodnota sodíku pro koncentraci 150 mmol/l byla naměřena u Lucullusu (65,1 mg/g DW) v šestém odběru. Hako vykazovalo nejvyšší hodnoty sodíku pro koncentrace 250 mmol/l (74,1 mg/g DW) a 350 mmol/l (77.8 mg/g DW), vždy při čtvrtém odběru. Mezi odrůdami nebyl statisticky významný rozdíl. Celkově nejméně sodíku a draslíku přijala Dobrovická A, druhá byla odrůda Hako a nejvyšší hodnoty byl naměřeny u odrůdy Lucullus.

Abstract:

Salinity stress affects a number of processes in the plant, such as nutrient and water intake, the ability to store and synthesize substances, and even the very growth and development of future-generation plants. Under salt stress, plants have developed complex mechanisms. These mechanisms include osmotic treatment, accumulation of compatible solutes such as glycine betaine, proline and polyols, and reduction of toxic ion concentration in the cytoplasm by reducing Na + influx, transfer to the vacuoles, or extrusion to the leaf surface. The diploma thesis studied the effect of different concentrations of sodium chloride on the content of potassium and sodium in a plant sample in selected members of the genus Beet. Furthermore, the degree of tolerance / sensitivity of juvenile plants of selected beet species to salinity was determined. The evaluated species were fodder beet variety Hako, sugar beet variety Dobrovická A and chard variety Lucullus The influence of salinity on their growth and the ability to absorb Na and K by plants was monitored in selected members of the genus beet (sugar beet variety Dobrovická A, fodder beet variety Hako, chard variety Lucullus). The container experiment was established in partially controlled greenhouse conditions. The experimental scheme included five variants: 0, 50, 150, 250, 350 mM NaCl. NaCl solutions were applied in a modified Hoagland nutrient solution. The salt concentration was maintained by dressing with 50 mM NaCl solutions at two-day intervals. The experiment was started in the development phase of 14 BBCH and was completed in 8 weeks. Sodium and potassium content were measured in the juvenile stages of development of the monitored beet species. The dry plant sample was decomposed and converted to liquid using a microwave oven and then measured on a Varian SpectrAA 110 atomic absorption spectrometer. The results and statistical evaluation confirmed the hypothesis that the sodium content of the sample increased with increasing NaCl concentration, but the potassium values remained stably high. The control had the highest average sodium value for the Dobrovická A variety (88.3 mg / g DW), in the first sampling. For a concentration of 50 mmol / l, the highest average sodium value was recorded for Lucullus (44.8 mg / g DW) in the fifth sample. The highest sodium value for a concentration of 150 mmol / l was measured for Lucullus (65.1 mg / g DW) in the sixth sampling. Hako showed the highest sodium values for concentrations of 250 mmol / l (74.1 mg / g DW) and 350 mmol / l (77.8 mg / g DW), each at the fourth sampling. There was no statistically significant difference between the varieties. Overall, Dobrovická A received the least sodium and potassium, the second was the Hako variety, and the highest values were measured for the Lucullus variety.

Keywords

draslík, mangold, mineralizace, salinita, sodík

Keywords

mineralization, chard, potassium, salinity, sodium

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Matyáš Orsák, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Phytosanitary