Vliv vodního a osmotického stresu na hodnoty maximálního kvantového výtěžku PSII u vybraných druhů listové zeleniny.

Barbora Benáčková

Bachelor's thesis

The effect of water and osmotic stress on the maximum quantum yield of PSII in selected types of leafy vegetables.

Abstract:

Cílem této práce je sledovat vliv deficitu vody a osmotického stresu na maximální kvantový výtěžek PS II (Fv/Fm) u vybraných druhů listové zeleniny. Pokus se uskutečnil u pěti vybraných druzích listové zeleniny-roketa setá (Eruca sativa Mill.), locika setá (Lactuca sativa L.), čtyřboč rozložitá (Tetragonia tetragonioides (Pallas) O. Kuntze), šrucha zelná (Portulaca oleracea L.) a kozlíček polní (Valerianella locusta L.). Vodní stres byl simulován týden trvající absencí zálivky u jedné varianty, druhá byla kontrolní a byla pravidelně zalévána čistou vodou. Osmotický stres byl rostlinám navozen různými koncentracemi NaCl v zálivkovém roztoku. Jedna varianta byla kontrolní, kdy byla zalévána vodou s nulovou koncentrací NaCl, další byly zalévány roztoky o různých koncentracích NaCl. Konkrétně to byly koncentrace 50, 100, 200 a 300 mmol.l-1). Jak u pokusu zaměřeného na vodní, tak na osmotický stres, byly rostliny zalévány 50 ml (ať už čisté vody nebo různě koncentrovaných roztoků soli). Ve výsledcích jsou u pokusu zaměřeného na vodní stres porovnávány mezi jednotlivými druhy poměr Fv/Fm, tedy kvantový výtěžek fluorescence chlorofylů. U kontrolní varianty se naměřené hodnoty kvantového výtěžku pohybovaly mezi 0,77 a 0,78 a u stresované varianty od 0,72 do 0,74. Za běžný poměr Fv/Fm se dá považovat hodnota 0,8. U osmotického stresu byl každém grafu porovnán rozdíl v kvantovém výtěžku fluorescence chlorofylů u jednotlivých druhů zelenin. Poměr Fv/Fm u kontrolních variant se shodně pohyboval kolem hodnoty 0,8, zatímco u stresovaných variant tento poměr klesl na hodnoty od 0,57 do 0,77, přičemž u kozlíčku polního vyšší koncentrace soli v roztoku způsobily úhyn pokusných rostlin. Z naměřených hodnot Fv/Fm je patrné, že nedostatek vody a zasolení má vliv na kvantový výtěžek fluorescence chlorofylů, takže se snižovala rychlost fotosyntézy, rostliny byly menší a oslabené. Z výsledků je patrné, že k oběma těmto stresům jsou nejodolnější šrucha a čtyřboč, zatímco ostatní druhy zkoumané listové zeleniny jsou k takovýmto podmínkám citlivé.

Abstract:

The aim of this work is to observe the impact of the water deficit and osmotic stress on the maximal quantum yield PS II (Fv/Fm) of the selected types of leaf vegetables. The experiment has been conducted on five selected types of leafy vegetables-Rocket salad (Eruca sativa Mill.), Lettuce (Lactuca sativa L.), New Zealand spinach (Tetragonia tetragonioides (Pallas) O. Kuntze), Purslane (Portulaca oleracea L.) and Corn salad (Valerianella locusta L.). Water stress was simulated by a week-lasting absence of watering for one variant; the second, control variant, was periodically watered with clear water. Osmotic stress was induced by different concentrations of sodium chloride (NaCl) in the watering solution. The control variant was watered by water with zero concentration of NaCl, the other variants were watered by solutions with different concentrations of NaCl. The concentrations were: 50, 100, 200 and 300 mmol.l-1, respectively. In both experiments, the plants were watered with 50ml of either clear water, or saline solutions with various concentrations of sodium chloride. In the results of the experiment focused on the water stress, we compared the ratio of Fv/Fm values of the different types of vegetables, and consequently got our values describing the chlorophyll fluorescence quantum yield. In control variant, the measured values of quantum yield ranged between 0.77 and 0.78, and in the stressed variant they ranged between 0.72 and 0.74. The normal value of Fv/Fm is considered to be 0.8. To measure the osmotic stress, we compared the difference of chlorophyll fluorescence quantum yields in each graph. The Fv/Fm ratio in control variant congruently ranged around 0.8, whereas in the stress variants, this ratio decreased to values ranging between 0.57 and 0.77, and in the case of the corn salad, they resulted in perishment of the plants. According to the measured values of Fv/Fm, the deficiency of water and salinization influences the chlorophyll fluorescence quantum yield, and thus decreases the speed of the photosynthesis, which results in smaller and weaker plants. Based on the results, it is apparent that most resistant to these two stresses were Purslane and New Zealand spinach, whereas the other types of leafy vegetables used in the experiments were sensitive to these conditions.

Keywords

osmotický stres, vodní stres, listová zelenina, fluorescence chlorofylů

Keywords

osmotic stress, water stress, leafy vegetables, chlorophyll fluorescence

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 4. 2017

Thesis defence

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

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Horticulture / Horticulture