Vliv primingu semen hrachu v podmínkách zasolení.

Bc. Petra Černohorská

Master's thesis

Effect of pea seed priming in salinity conditions.

Abstract:

Solný stres je jedním z hlavních abiotických stresů snižujících růst a produktivitu plodin na celém světě. V současné době je zasolení velmi aktuální téma, především proto, že se rozsah orné půdy zasažené salinitou neustále zvyšuje. V Evropě byly v důsledku lidské činnosti znehodnoceny přibližně 4 miliony hektarů orné půdy. Hlavními příčinami zasolení půd jsou intenzifikace zemědělství, dlouhodobé zavlažování nekvalitní vodou, nadměrné používání minerálních hnojiv, vzrůstající evapotranspirace a změna klimatu. Cílem této diplomové práce bylo vyhodnotit priming efekt omeprazolu (OMP) na růst hrachu setého (Pisum sativum L.) v podmínkách solného stresu. Pokus byl rozdělen na dvě části. První část probíhala v laboratorních podmínkách a druhá ve skleníku. V první části byla testována fytotoxicita omeprazolu u zvolené koncentrační řady (0,001 mM; 0,01 mM; 0,1 mM; 0,5 mM; 1 mM). Hodnocenými parametry byly délka, čerstvá hmotnost (FW) a hmotnost sušiny (DW) kořenů a stonků. Na základě získaných výsledků byla zvolena koncentrace pro priming semen. Při druhé části pokusu byla ošetřená semena hrachu vyseta do nádob se substrátem a vystavena opakovanému zasolení (150 mM NaCl). V opakovaných odběrech byl sledován růst kořenů a stonků v FW a DW. Veškeré získané hodnoty byly zpracovány a vyhodnoceny za použití LSD testů a ANOVY. Na základě výsledků získaných v laboratorním pokusu byla pro další část pokusu zvolena koncentrace OMP 1 mM, u které byla zaznamenána statisticky průkazně nejvyšší hmotnost kořenů v DW, nižší koncentrace OMP hmotnost kořenů statisticky průkazně nezvýšily. Ve skleníkovém pokusu byla u stresované varianty (neošetřené primingem, v podmínkách solného stresu) zaznamenána statisticky průkazně nižší FW stonků od třetího odběru a statisticky průkazně vyšší hmotnost kořenů v FW i DW při druhém a třetím odběru oproti kontrolní variantě. Při porovnání varianty ošetřené OMP a stresované varianty nebyl mezi variantami zaznamenán statisticky průkazný rozdíl v FW kořenů. U DW byl průběh pokusu stejný až do čtvrtého odběru, při kterém byla hmotnost varianty OMP statisticky průkazně nižší nežli u stresované varianty.Ze získaných výsledků vyplývá, že nejvyšší koncentrace OMP (1 mM) měla na růst kořenů statisticky průkazně pozitivnější vliv nežli nižší použité koncentrace. Hypotéza o vlivu OMP na klíčivost semen hrachu byla tedy potvrzena. U stresované varianty byla v FW stonků od třetího odběru zaznamenána statisticky průkazně nižší hmotnost oproti kontrolní variantě. K tomuto poklesu mohlo dojít vlivem postupné akumulace Na+ a Cl- v listech. Naopak u kořenů byl u stresované varianty zaznamenán nárůst hmoty. Z těchto výsledků lze hypotézu o vlivu zasolení na růstu hrachu potvrdit. Vliv primingu semen pomocí OMP na růst kořenů a stonků hrachu v podmínkách solného stresu nebyl statisticky průkazný v porovnání s variantou bez primingu. Stanovenou hypotézu o vlivu OMP na růstové parametry hrachu v podmínkách zasolení tedy nelze potvrdit.

Abstract:

Salt stress is one of the main abiotic stresses reducing the growth and productivity of crops worldwide. Currently, salinization is a very topical issue, mainly because the extent of arable land affected by salinity is constantly increasing. In Europe, approximately 4 million hectares of arable land have been degraded because of human activities. The main causes of soil salinization are the intensification of agriculture, long-term irrigation with low-quality water, excessive use of mineral fertilizers, increasing evapotranspiration, and climate change.This diploma thesis aimed to evaluate the priming effect of omeprazole (OMP) on the growth of pea (Pisum sativum L.) under conditions of salt stress. The experiment was divided into two parts. The first part took place in laboratory conditions and the second in a greenhouse. In the first part, the phytotoxicity of omeprazole was tested in a selected concentration range (0.001 mM; 0.01 mM; 0.1 mM; 0.5 mM; 1 mM). The evaluated parameters were length, fresh weight (FW), and dry weight (DW) of roots and shoots. Based on the obtained results, the concentration for seed priming was chosen. In the second part of the experiment, the treated pea seeds were sown in containers with a substrate and exposed to repeated salinizing (150 mM NaCl). The growth of roots and shoots in FW and DW was monitored in repeated samples. All obtained values were processed and evaluated using LSD tests and ANOVA.Based on the results obtained in the laboratory experiment, the OMP concentration of 1 mM was chosen for the next part, because the DW of roots recorded for this concentration was statistically significantly the highest, lower OMP concentrations did not increase the root weight statistically significantly. In the greenhouse experiment, the FW of shoots was statistically significantly lower in the stressed variant (untreated by priming, under conditions of salt stress) compared to the control variant from the third sampling, in contrary to the FW and DW of roots, which was statistically significantly higher in the stressed variant compared to the control variant in the second and third sample. When comparing the OMP-treated variant and the stressed variant, no statistically significant difference in root FW was observed. In DW, the course of the experiment was the same until the fourth sampling, in which the weight of the OMP variant was statistically significantly lower than in the stressed variant.The obtained results show that the highest concentration of OMP (1 mM) had a statistically significantly more positive effect on root growth than the lower concentrations used. The hypothesis of the effect of OMP on pea seed germination was therefore confirmed. In the stressed variant, a statistically significantly lower FW of shoots was recorded from the third sampling compared to the control variant. This decrease could be due to the gradual accumulation of Na+ and Cl- in the leaves. In contrast, an increase in mass was observed in the roots of the stressed variant. From these results, the hypothesis of the effect of salinity on pea growth can be confirmed. The effect of seed priming with OMP on root and shoot growth of pea under salt stress conditions was not statistically significant compared to the variant without priming. Therefore, the established hypothesis about the influence of OMP on the growth parameters of pea cannot be confirmed.

Keywords

omeprazol, hrách, priming, zasolení, fyziologie rostlin

Keywords

omeprazole, pea, priming, salinization, plant physiology

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 7. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Helena Hniličková, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Horticulture / Market Horticulture