Měření akčních spekter fotoinhibice PSII

Kateřina KAPUSTOVÁ

Bachelor's thesis

Measurement of the action spectra of PSII photoinhibition

Abstract:

Rostliny jsou během své existence vystaveny různým biotickým a abiotickým stresům. Mezi abiotické stresy můžeme zařadit například nedostatek vody, minerálů či nadměrnou nebo naopak nízkou ozářenost rostliny, nebo také stres vyvolaný vysokou či nízkou teplotou. Tato bakalářská práce se zabývá vlivem kombinací různých teplot a ozářeností na rostliny, které byly následně vystaveny stresu v podobě nadměrné ozářenosti různé spektrální kvality. Měření bylo prováděno na ječmene setého (Hordeum vulgare L., cv. Bojos). Ječmen byl pěstován za podmínek vysoké (HI - 1000 ?mol?m-2?s-1) a nízké (LI - 50 ?mol?m-2 ?s-1) ozářenosti v kombinaci s vysokou (HT - 35 °C), normální (NT - 20 °C) a nízkou (LT - 12 °C) teplotou a následně vystaven působení akutního stresu ve formě záření o intenzitě 1000 ?mol?m-2?s-1 ze tří spektrálních oblastí z rozsahu FAR, modré (?max = 450nm), zelené (?max = 550nm), červené (?max = 660nm) monochromatické světlo (pološířka pásu 10 nm) a bílé světlo jako kontrola. Odezva rostlin byla zkoumána s využitím fluorimetru PAM jako pomalá fáze fluorescenčního indukčního jevu za pomocí tzv. zhášecí analýzy. Výsledky ukázaly, že po 7 dnech aklimace na různé kombinace ozářenosti a teploty byly v lepším fyziologickém stavu LI rostliny, a to pro všechny teplotní režimy ve srovnání s HI, to se projevilo i na toleranci vůči akutnímu stresu WL, kdy HI rostliny měly obecně nižší hodnoty parametru F´v/F´m a rostoucí teplota tento jev dále zhoršovala. Při následné 30 min. temnostní relaxaci dosahovaly hodnoty Yield podobné úrovně u HI i LI rostlin. Pokud byly rostliny vystaveny akutnímu stresu světlem různé kvality, jako nejméně stresující se jevilo G světlo u rostlin, které byly aklimovány na HT podmínky. Následně po relaxaci byly zjištěny nejnižší hodnoty parametru Yield u rostlin stresovaných R světlem. Srovnání kinetik relaxace ukázalo, že rychleji dokázaly regenerovat LI rostliny (během 30 s - 1 min) ve srovnání s HI rostlinami, které potřebovaly 3 minuty nebo déle. Nejnižších hodnot parametru Yield dosáhly ve všech případech rostliny vystavené R světlu.

Abstract:

Plants are during their existence exposed to various biotic and abiotic stresses. Among the abiotic stresses we can include e.g. lack of water or minerals and low or high irradiation of the plant, high or low temperatures etc. This bachelor thesis deals with the influence of different combinations of temperature and irradiation on plants, which are subsequently exposed to stress in the form of excessive irradiance of different spectral quality. The measurements were performed on the middle segments of secondary leaves of barley (Hordeum vulgare L., cv. Bojos) grown under conditions of high (HI - 1000 ?mol?m-2?s-1) and low (LI - 50 ?mol?m-2?s-1) irradiation in combination with high (HT - 35 ° C), normal (NT - 20 ° C) and low (LT - 12 ° C) temperature and subsequently exposed to short-term stress in the form of radiation with an intensity of 1000 ?mol?m-2?s-1 from 3 different spectral regions from the FAR range, blue (?max = 450 nm), green (?max = 550 nm) and red (?max = 660 nm) monochromatic light (band half-width 10 nm) and white light as a control. Plant response was measured using PAM fluorimeter for a slow phase of the fluorescence induction using the so-called quenching analysis. The results showed that after 7 days of acclimation to different combinations of irradiation and temperature, LI plants were in better physiological condition for all temperature regimes compared to HI, this was also reflected in tolerance to short-term WL stress, when HI plants generally had lower values of F´v/F´m parameter, and increasing temperature further pronounced this effect. After subsequent 30 min. relaxation, Yield values reached similar levels in both HI and LI plants. When plants were exposed to short-term stress with light of various qualities, G light appears to be the least stressful in plants that have been acclimated to HT conditions. After the following relaxation, the lowest values of the Yield parameter were found in plants stressed by R light. Comparison of relaxation kinetics showed that LI plants were able to regenerate faster (within 30 s-1 min) as compared to HI plants that needed 3 minutes or longer. The lowest values of the Yield parameter were reached in all cases in plants exposed to R light.

Keywords

teplota, ozářenost, ječmen setý, fluorescence chlorofylu a, zhášecí analýza, akční spektrum

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 6. 2020

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 24. 8. 2020
• Supervisor: Mgr. Martin Navrátil, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Applied Physics / Biophysics