Úloha huminových látek ve zmírňování negativních dopadů působení solí na rostliny ječmene jarního

Ing. Markéta Jarošová

Doctoral thesis

The Role of Humic Substances in Mitigating the Negative Effects of Salts on Spring Barley Plants

Anotácia:

Salinita vyvolaná různými sodnými solemi (NaCl a Na2SO4) indukovala změnu růstových parametrů lišících se v závislosti na použitém kultivaru a pH aplikovaného solného roztoku. Nejvyšší citlivost k zasolení vykázal kultivar Radegast, u kterého došlo k redukci růstu listové i kořenové části rostlin, snížení obsahu vody v pletivech, nadměrné akumulaci sodíku v listech a radikálnímu formování ROS v kořenových špičkách. Následný experiment s použitím různých druhů huminových kyselin (HA) odhalil, že technická HA (6,0 mg. l-1) na rozdíl od Lignohumátu Max stimuluje růst rostlin exponovaných NaCl a současně účinně omezuje hromadění sodíku v jejich pletivech. HA aplikovaná do kultivačního roztoku indukovala zvýšení obsahu některých metabolitů (kyseliny syringové a kyseliny mléčné v listech, kyseliny chinové a jablečné v kořenech, v listech dále i kyseliny askorbové, redukované formy glutathionu, fytochelatinu 2 a volných aminokyselin). Nicméně NaCl vyvolal pokles obsahu většiny volných aminokyselin (s výjimkou prolinu a histidinu), fenolových kyselin a antioxidantů v listech. Oproti tomu v kořenech byl pozorován nárůst obsahu kyseliny mléčné a chinové. Salinita značně indukovala vznik oxidačního stresu, což je evidentní ze zvýšené aktivity antioxidačníchenzymů (APX, CAT, GR a SOD). HA byla schopna vzniklý NaCl-indukovaný oxidační stres účinně omezovat, což je patrné z fluorescenční mikroskopie. Současně byla HA u kultivaru Radegast schopna snižovat nadměrnou akumulaci sodíku vyvolanou NaCl.

Abstract:

Salinity induced by various sodium salts (NaCl and Na2SO4) led to changes in growth parameters that differs depending on used cultivar and pH of applied salt solution. Cultivar Radegast showed the highest sensitivity to salinity that was reflected in a reduction of shoot and root growth, a decrease of tissue water content, an excessive sodium accumulation in shoots and a radical formation of ROS in the root tips. Subsequent experiment using various types of humic acids revealed that technical humic acid (HA; 6.0 mg . l-1), unlike Lignohumát Max, stimulates NaCl-treated plant growth and simultaneously reduces accumulation of sodium in their tissues.HA applied into culture solution is able to induce an enhancement of certain metabolites(syringic acid and lactic acid in shoots, quinic acid and malic acid in roots, andascorbic acid, reduced glutathione, phytochelatin 2 and free amino acids in shoots). However, NaCl caused a decrease of majority free amino acids (except for proline and histidine), phenolic acids and antioxidants in leaves. On the other hand, an increase of lactic acid and quinic acid was observed in roots. Salinity significantly induced oxidative stress; it is evident from the increased activity of antioxidant enzymes (APX, CAT, GR and SOD). HA was able to mitigate NaCl-induced oxidative stress, as also evidenced by fluorescence microscopy. Simultaneously, HA was also able to reduce NaCl-induced excessive accumulation of sodium content in cultivar Radegast.

Kľúčové slová

osmotický stres, salinita, růstové parametry, ječmen, huminové kyseliny

Keywords

salinity, humic acids, barley, osmotic stress, growth parameters

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 6. 2015

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: prof. RNDr. Bořivoj Klejdus, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of Agronomy

Doctoral programme / odbor:
Chemistry / Agricultural Chemistry