Use of brassinosteroids to overcome unfavorable climatic effects on seed germination of chosen tree species

Channa Nishantha Bandara Suraweera Pinidiya Arachchilage

Master's thesis

Použití brassinosteroidů ke zmírnění účinků nepříznivých klimatických podmínek na klíčení osiva vybraných druhů lesních dřevin

Abstract:

Mnoho semen má schopnost překonat některé nepříznivé klimatické podmínky, nicméně mnoho semen z lesů mírného pásma může mít určité problémy s klíčením a také s přežitím, pokud jsou tato semena během svého klíčení vystavěna těmto nepříznivým klimatickým podmínkám. Brassinosteroidy (BR) regulují některé rostlinné aktivity a můžou pomoci tyto nepříznivé klimatické podmínky překonat. V této studii byly testovány účinky exogenní aplikace brassinosteroidů na schopnost klíčení a na energii klíčení borovice černé (Pinus nigra). Pro tuto studii byla použita synteticky připravená obdoba 24-epibrassinolidu (brassinosteroid-2alpha, 3alpha, 17betta-trihydroxy-5alpha-androstan-6-one). Čtyři různé koncentrace BR a tzv. kontrol byly použity ve dvou režimech: v optimálních podmínkách a také ve stresových podmínkách, což znamená, že semena byla vystavena vysokým teplotám až 42 °C. Semena byla namočena po dobu 24 hodin a poté byla vysazena do kontejnerů a umístěna do růstových komor. Zcela vyklíčená semena byla spočítána a délka kořene každého semene byla změřena. V případě schopnosti klíčení semen rostoucích za optimálních podmínek výsledky ukázaly významný rozdíl mezi kontrolem a semeny ošetřenými vysokou koncentrací BR. Ve stresových podmínkách byl pozorován významný rozdíl mezi kontrolem a středními koncentracemi BR. V případě energie klíčení byl také pozorován významný rozdíl mezi kontrolem a střední koncentrací BR. V této studii bylo zjištěno, že BR zlepšují schopnost klíčení a energii klíčení semen Pinus nigra za vysokých teplot.

Abstract:

Many seeds have an ability to overcome some adverse climatic conditions, however many forest seeds from temperate regions come across with some germination and survival problems when they are exposed to adverse climatic conditions of the environment during their germination period. Brassinosteroids (BRs) regulate several kinds of plant activities and they can help to overcome these adverse climatic conditions. The effects of exogenous application of BRs on germination capacity and germination energy of European black pine (Pinus nigra) seeds were tested in this study. For this study a synthetically prepared analogue of 24-epibrassinolid (brassinosteroid-2alpha,3alpha,17batta-trihydroxy-5alpha-androstan-6-one) was used. Four different concentrations of BRs and control were used under two regimes: optimal conditions and stress conditions which means that seeds were exposed to high temperatures up to 42°C. Seeds were soaked for 24 hours. After that seeds were planted in containers and placed into growth chambers. Fully germinated seeds were counted and radicular length of each seed was measured. In the case of the optimal conditions results of germination capacity showed significant difference between control and high concentrations of BRs treated seeds. Under the stress conditions there was observed significant difference between control and medium BRs concentration. In the case of germination energy there was also a significant difference between control and medium concentrations of BRs treatments. In this study was found out that the BRs improve the germination capacity and germination energy of Pinus nigra seeds under the high temperatures.

Keywords

schopnost klíčení, Brassinosteroidy, energie klíčení, Pinus nigra

Keywords

Brassinosteroids, Pinus nigra, germination capacity, germination energy

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 4. 2015

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Ivan Kuneš, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme / field:
Forestry Engineering / Forestry, Water and Landscape Management