Vliv kontaminace půdy mědí na růst vybraných odrůd bramboru in vitro

Anežka Kantová, DiS.

Master's thesis

Influence of contamination of soil by copper on the growth of selected potato varieties in vitro

Abstract:

Měď je jedním z esenciálních mikroprvků, které ovlivňují řadu biologických procesů v rostlinách. Ačkoliv je prvek pro rostliny důležitý, ve vyšších koncentracích působí fytotoxicky – může negativně ovlivnit obsah chlorofylu, fotosyntézu, a růst i vývoj rostlin. Tyto jevy lze objektivně studovat s využitím kultur in vitro, neboť umožňují přesné nastavení experimentálních podmínek. Tato práce je zaměřená na vlivy koncentrace mědi v půdě na růst a vývoj rostlin, dále i na citlivost vybraných odrůd bramboru. Toxicita byla studována v in vitro podmínkách pomocí médií s různou koncentrací mědi. Pokus byl založen s 6 odrůdami a 2 somatickými hybridy Solanum tuberosum + Solanum bulbocastanum. Celkem bylo použito 160 rostlin, které byly kultivovány na 4 typech médií, která se lišila pouze koncentrací mědi – 0,06 ppm (kontrola), 0,6 ppm, 6 ppm a 60 ppm. Pokus byl proveden ve 2 technických nezávislých opakováních. Týdně byly vyhodnocovány znaky: délka a počet kořenů, délka stonků a celkový stav rostlin. Na závěr pokusu byla zjištěna hmotnost jednotlivých částí rostliny a obsah sušiny. Získaná data byla vyhodnocena analýzou rozptylu (ANOVA) v programu Statistica. Význam hodnocení spočíval v potvrzení vlivu toxicity mědi na rostliny bramboru. Statisticky bylo prokázáno, že zvyšující se koncentrace mědi měla vliv na růst, vývoj i biomasu rostlin. Na médiích s koncentracemi mědi 0,06 ppm a 0,6 ppm nebyly pozorovány významné rozdíly v růstu. Při koncentraci 6 ppm již byly pozorovány statisticky významné rozdíly v růstu u všech odrůd – rostliny tvořily méně kořenů, kořeny a stonky byly kratší, a i hmotnost biomasy byla výrazně nižší než u kontroly. Na médiu s koncentrací 60 ppm došlo k inhibici růstu stonků i kořenů u všech odrůd. Výsledky pokusu ukázaly i odlišné reakce jednotlivých odrůd na různé koncentrace mědi v médiích. Nejvyšší toleranci k vyšší koncentraci mědi v půdě vykázaly odrůdy Apta a Bintje, což se projevilo malou retardací kořenů a stonků.

Abstract:

Copper is one of the essential microelements that affect many biological processes in plants. Although copper is improtant for plants, in higher concentrations can be phytotoxic - it can negatively affects chlorophyll content, photosynthesis, and plant growth and development. These phenomena can be objectively studied using in vitro culture, to ensure accurate setting of experimental conditions. This work is focused on the effect of copper concentration in the soil on the growth and development of plants, as well as on the sensitivity of selected potato varieties. Toxicity was studied in vitro using media with different copper concentrations. The experiment was established with 6 varieties and 2 somatic hybrids Solanum tuberosum + Solanum bulbocastanum. A total of 160 plants were used, which were cultured on 4 types of media, which differed only in copper concentrations - 0.06 ppm (control), 0.6 ppm, 6 ppm and 60 ppm. The experiment was performed in 2 replicates and evaluated by analysis of variance (ANOVA). The traits were evaluated weekly: length and number of roots, length of stems and overall condition of the plants. At the end of the experiment, the weight of the individual parts of the plant and the dry matter content were determined. The importance of the evaluation was to confirm the effect of copper toxicity on potato plants. It has been statistically proven that increasing copper concentrations have an effect on plant growth, development and biomass. No significant differences in growth were observed on media with copper concentrations of 0.06 ppm and 0.6 ppm. At a concentration of 6 ppm, significant differences in growth were already observed in all varieties - the plants had fewer roots, the roots and stems were shorter, and the biomass weight was significantly lower than the control. Stem and root growth was inhibited in all varieties on 60 ppm medium. The results of the experiment also showed different reactions of individual varieties to different concentrations of copper in the media. The Apta and Bintje varieties showed the highest tolerance for higher copper concentrations in the soil, which was reflected in a low retardation of roots and stems.

Keywords

testování in vitro, kontaminace půdy mědí, toxicita mědi pro rostliny, Solanum tubersoum

Keywords

toxicity of copper on plants, Solanum tubersoum, in vitro testing, contamination of soil by copper

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Petr Sedlák, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / specializace:
Biotechnology / Biotechnology and Plant Breeding