Odolnost rostlin aklimovaných na různou spektrální kvalitu světla vůči UV-B záření

Jana MERTOVÁ

Bachelor's thesis

Resistance of plants acclimated to different light quality against UV-B radiation

Abstract:

Cílem této bakalářské práce bylo stanovení relativní míry UV-stínění, funkčního stavu fotosystému II a obsahu fotosyntetických pigmentů u rostlin ječmene setého aklimovaných na různou spektrální kvalitu světla a následně vystaveným účinkům UV-B záření. Rostliny aklimované na různou spektrální kvalitu světla, konkrétně na bílé, červené a modré světlo o nízké intenzitě, byly po 8 dnech vývoje vystaveny bílému světlu v kombinaci s UV-B zářením (0,05 W m-2, 16 h/den), bílému světlu sloužícímu jako kontrola účinků UV-B záření anebo byly ponechány ve stejných podmínkách jako byly zasety a sloužily jako kontrolní rostliny. Při těchto podmínkách byly rostliny kultivované po dobu 7 dnů (tj. celkové stáří rostliny 15 dnů). Epidermální UV-stínění bylo stanoveno pomocí přenosného senzoru Dualex, pro stanovení funkčního stavu fotosystému II byl použit fluorimetr PAM 101/103. Měření byla prováděna na 8 a 15 dnů starých rostlinách na primárním listu v jeho střední části u listů rostlin adaptovaných na tmu po dobu minimálně 90 minut. Obsah fotosyntetických pigmentů byl stanoven spektrofotometricky a pomocí HPLC. I přes relativně malý účinek UV-B záření se ukázalo, že rostliny aklimované na červené světlo se zdají být nejvíce citlivé vůči UV-B záření. Tato citlivost se projevila nárůstem UV-stínění (o 63 % vůči variantě s nepřítomností UV-B záření) a obsahu sušiny (o 15 %), potlačením aklimační odezvy na nízkou ozářenost spočívající v poklesu tloušťky listu (pokles SLA o 8,5 %) a poklesem kapacity nezářivé disipace světelné energie. Odolnost rostlin aklimovaných na červené světlo vůči UV-B záření byla tedy menší ve srovnání s rostlinami kultivovanými při modrém nebo bílém světle, u kterých nebyly pozorovány výraznější změny v charakteristikách rostlin kultivovaných bez resp. v přítomnosti UV-B záření.

Abstract:

The aim of this bachelor thesis was to determine epidermal UV-shielding, the functional state of the photosystem II and the photosynthetic pigments content in barley acclimated to different light quality and then exposed to UV-B radiation. Plants acclimated to different light quality, specifically to white, red and blue light of low intensity for 8 days were subjected to white light in combination with UV-B radiation (0,05 W m-2, 16 h/day), white light alone serving as a control to distinguish the effects of UV-B radiation or were left under the same conditions as were sown serving as control plants. Under these conditions the plants were cultivated for 7 days (i.e. overall 15 days old plants). Epidermal UV-shielding was determined using a portable sensor Dualex, for determination the functional state of photosystem II PAM 101/103 fluorometer was used. Measurements were carried out on 8 and 15 days old primary leaves at their central part after at least 90 min of dark-adaptation. Photosynthetic pigments content was determined spectrophotometrically and by using HPLC. Despite relatively small effect of UV-B radiation, it was shown that plants acclimated to red light appear to be the most sensitive to UV-B radiation. This sensitivity was manifested by increase in UV-shielding (by 63% compared to the plants growing in absence of UV-B radiation) and the dry weight content (by 15 %), by suppressing the acclimation low-irradiation response by decreasing leaf thickness (SLA drop by 8.5 %) and by decreasing the capacity of non-radiative light energy dissipation. Therefore, the resistance of plants acclimated to red light against UV-B radiation was smaller compared to plants cultivated under blue or white light, where no significant changes in the characteristics of the plants cultivated without and with UV-B radiation were found.

Keywords

spektrální kvalita světla, UV-B stres, fluorescence chlorofylu, UV-stínění, fotosyntetické pigmenty, morfologické charakteristiky

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 6. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 29. 8. 2017
• Supervisor: Mgr. Michal Štroch, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Applied Physics / Biophysics