Vliv modulované hladiny cytokininů na odolnost rostlin při působení sucha za různých teplotních podmínek

Bc. Anna Mašlaňová

Master's thesis

The effect of modulated cytokinin levels on the tolerance of plants to drought under different temperature conditions

Abstract:

Abiotické stresové faktory negativně ovlivňují růstové a vývojové procesy rost-lin. Diplomová práce „Vliv modulované hladiny cytokininů na odolnost rostlin při pů-sobení sucha za různých teplotních podmínek“ byla zaměřena na jedny z nejzávažnějších faktorů prostředí a těmi jsou sucho a zvýšená teplota. Toto téma je v dnešní době velice aktuální, neboť problematika sucha je celosvětovou záležitostí a je velmi úzce spojována se zvyšujícími se teplotami v důsledku globálního oteplování. Fotodokumentace a následné měření velikosti listové růžice prokázaly, že první známky působení sucha byly u Arabidopsis zaznamenány již třetí týden po ukončení zálivky. Bylo také pozorováno, že je-li sucho v kombinaci s působením zvýšené teploty, je tento negativní účinek výrazně podpořen, což dokazuje podstatně menší velikost listové růžice rostlin kultivovaných při 29 °C. Exogenní aplikace cytokininů měla na počátku kultivace pozitivní vliv na růst rostlin v podmínkách zvýšené teploty, ale tento účinek byl jen přechodný. Konduktometrickou analýzou bylo zjištěno, že poškození membrán a s ním velmi úzce spojený únik iontů je působením sucha výrazně zvýšen, přičemž zvýšená teplota má na působení sucha aditivní vliv. Nebylo prokázáno, že by exogenní aplikace cytokininů výrazně přispěla k ochraně rostlinných membrán při působení sucha. Analýza parametrů fotosyntézy potvrdila také negativní vliv sucha na fotochemické procesy. Maximální kvantový výtěžek fotosystému II je redukován působením dlouhodobého sucha, přičemž v podmínkách zvýšené teploty je tato redukce výraznější a dochází k ní dříve. Hodnoty nefotochemického zhášení jsou působením sucha také snižovány a v podmínkách zvýšené teploty je toto snižování intenzivnější. Současně aplikace cytokininů na rostliny kultivované při zvýšené teplotě přispívá ke snížení nefotochemického zhášení.

Abstract:

Abiotic stress factors negatively affect the plant growth and development. The diploma thesis "The effect of modulated cytokinin levels on the tolerance of plants to drought under different temperature conditions" was focused on the most serious enviromental factors, drought and elevated temperature. This topic is actual because drought is a recent global issue and is very closely linked to global warming. Photodocumentation and subsequent measurement of leaf rosette size showed that the first signs of morphological changes causes by drouhgt were recorded 3 weeks after watering termination. It has been observed that drought combined with elevated temperature promote negative effect of drought, this was documented by the substantially lower leaf rosette size of plants grown at 29 °C. Exogenous treatment of plants by cytokinins had a positive effect on plant growth at elevated temperatures on the onset of stress conditions. Conductometric analysis relevated that ion leakage and very closely associated damage to the membranes is significantly increased by drought and increased temperature during drought period has an additive effect. Cytokinins were not shown to play key role in the protection of plant membranes during drought and have a rather negative effect on plant membranes during their long-term application. Analysis of photosynthesic parameters also confirmed the negative effect of drought on photochemical processes. The maximum quantum efficiency of PSII was reduced by prolonged drought, while in elevated temperature, this reduction was more pronounced and occurred earlier. The non-photochemical quenching was also reduced by the drought, and in conditions of elevated temperature this decrease was more intense. At the same time, long-term application of cytokinins contributes to the reduction of non-photochemical quenching.

Keywords

cytokininy, sucho, teplota, Arabidopsis thaliana, abiotický stres

Keywords

cytokinins, drought, temperature, Arabidopsis thaliana, abiotic stress

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Jan Novák, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Master programme / field:
Plant Production / Plant Biotechnology