Vliv abiotických stresových faktorů na obsah nutričně významných látek v obilovinách

Silvie Pavlová

Bakalářská práce

The influence of abiotic stress factors on the nutritional important compound content in cereal grains

Anotace:

Obiloviny mají zásadní význam pro zajištění globální potravinové bezpečnosti díky svému nutričnímu složení a široké škále využití. Mezi nejčastěji pěstované obilniny patří pšenice, kukuřice, rýže, ječmen a čirok. Obilniny jsou vystaveny širokému spektru environmentálních stresových činitelů, jako jsou sucho, salinita, vysoké teploty nebo znečištění prostředí. Působení stresových faktorů a jejich symptomy závisí na druhu, vývojovém stádiu a vitalitě rostliny. Mezi hlavní příznaky patří například ztráta turgoru listů, vadnutí, nekróza nebo etiolace. Projevy nežádoucích podmínek mohou způsobovat reakce jak na molekulární úrovni, tak i v rámci celé rostliny. Obilniny jsou schopny hromadit různé typy organických a anorganických látek při reakci na stresové faktory, čímž udržují buněčný turgor. Proces akumulace rozpuštěných látek jako jsou prolin, sacharóza a další soluty v cytoplazmě, je nazýván osmotická úprava. Společně s aktivací osmotické stresové odezvy může docházet i k iontové odpovědi na působící stresové činitele. Vlivem nevhodných abiotických podmínek je vývoj rostlin mnohem rychlejší, není tak dostatek času, který je nezbytný pro akumulaci žádoucích živin, jako jsou sacharidy, proteiny a lipidy. Při působení sucha obilniny syntetizují vysoké množství neredukujících disacharidů, které pomáhají chránit nukleové kyseliny a významné buněčné struktury před jejich nevratným poškozením. Tepelný stres snižuje ukládání škrobu v zrnech obilnin a vede tak ke zvýšení obsahu proteinů. Stresové faktory vyvolávají i snížení obsahu lipidů, které jsou nedílnou součástí membránových struktur. Abiotické stresové faktory tak nepříznivě ovlivňují produkci a kvalitu plodin po celém světě. Povědomí o rostoucím dopadu abiotických stresových činitelů na životní prostředí proto vede k celosvětovému úsilí o adaptaci zemědělské produkce těmto nepříznivým podmínkám.

Abstract:

Cereals are essential for ensuring global food security due to their nutritional composition and wide range of uses. The most commonly grown cereals include wheat, corn, rice, barley and sorghum. Cereals are exposed to a wide range of environmental stressors, such as drought, salinity, high temperatures or environmental pollution. The action of stress factors and their symptoms depends on the species, developmental stage and vitality of the plant. The main symptoms include, for example, loss of leaf turgor, wilting, necrosis or etiolation. Demonstration of adverse conditions can cause reactions at the molecular level and within the whole plant. Cereals can accumulate various types of organic and inorganic substances in response to stress factors, thereby maintaining cell turgor. The process of accumulation of solutes such as proline, sucrose and other solutes in the cytoplasm is called osmotic treatment. Along with the activation of the osmotic stress response, an ionic response to the acting stressors can also occur. Due to unsuitable abiotic conditions, plant development is much faster, so there is not enough time to accumulate desirable nutrients such as carbohydrates, proteins and lipids. Drought cause that cereals synthesize high levels of non-reducing disaccharides that help protect nucleic acids and important cellular structures from their irreversible damage. Heat stress reduces the deposition of starch in cereal grains, thus, leads to an increase of protein content. Stress factors also cause a reduction in the content of lipids, which are an integral part of membrane structures. Abiotic stressors thus adversely affect the production and quality of crops around the world. Awareness of the growing impact of abiotic stressors on the environment, therefore, leads to global efforts to adapt agricultural production to these adverse conditions.

Klíčová slova

bílkoviny, kukuřice, mikronutrienty, pšenice, sucho, vysoká teplota

Keywords

proteins, corn, micronutrients, wheat, drought, high temperature

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 4. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Luboš Paznocht, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Bakalářský studijní program / obor:
Zemědělská specializace / Zemědělství tropů a subtropů