Účinnosti asimilace CO2 a produkce nestrukturních sacharidů při kombinovaném vlivu teploty a ozářenosti

Jan PLEVA

Bachelor's thesis

Efficiency of CO2 assimilation and production of non-structural saccharides with combined effect of temperature and irradiance

Abstract:

Tato bakalářská práce se zabývá účinností asimilace CO2 a produkcí nestrukturních sacharidů (NSC) při kombinovaném vlivu teploty a ozářenosti. Sazenice ječmene setého (Hordeum vulgare) byly kultivovány po dobu třech týdnů při různých kombinacích teploty a hustoty zářivého toku fotosynteticky aktivní radiace (PPFD). Teplota byla nastavena na 20 °C (NT) nebo 35 °C (HT), současně s nízkou (LI) PPFD 50 ?mol m-2 s-1, nebo vysokou (HI) 1000 ?mol m-2 s-1 a ve všech případech tyto rostliny rostly při koncentraci CO2 400 ppm. Na těchto variantách byla pomocí gazometrického zařízení LI-6400XT změřena aktuální rychlost fotosyntézy (An), průduchová vodivost (Gs) a světelná křivka fotosyntézy (LRC). Následně byl u rostlin z jednotlivých kultivačních podmínek simulován akutní stres - kultivace po dobu tří hodin při teplotě 35 °C a PPFD 1000 ?mol m-2 s-1. U takto stresovaných rostlin byla následně změřená An a Gs, aby mohl být stanoven relativní efekt stresu. Obsah NSC ve vzorcích byl stanoven spektrofotometrickou metodou pomocí anthronového činidla. Z výsledků měření bylo patrné, že zásadní vliv na maximální účinnost asimilace CO2 má PPFD. Teplota má na rychlost asimilace CO2 největší vliv při současném působení vysoké PPFD. Samotné stresové podmínky se nejvíce projevily na An u vzorků rostoucích pod nízkou PPFD. V případě obsahu sacharidů ve vzorcích byl oproti An pozorován opačný trend, kdy obsah NSC s teplotou rostl. V jednotlivých variantách byly pozorovány značné rozdíly, kdy rostliny rostoucí pod vysokou PPFD obsahovaly až šestnáctkrát více NSC než rostliny rostoucí pod nízkou PPFD. Tato skutečnost je připisována nedostatku energie LI variant pro tvorbu NSC a syntézu sekundárních metabolitů.

Abstract:

This bachelor thesis deals with the efficiency of CO2 assimilation and production of non-structural saccharides (NSC) under combined effect of temperature and irradiance. Seedlings of Barley (Hordeum vulgare) were cultivated for three weeks under the different temperature and photosynthetic photon flux density (PPFD) conditions. The growth chamber temperature was set at 20 ° C (NT) or higher 35 ° C (HT) simultaneously with a low (LI) intensity of PPFD 50 ?mol m-2 s-1, or a high (HI) intensity of 1000 ?mol m-2 s-1 and CO2 concentration of 400 ppm. On those plants photosynthesis rate (An), stomatal conductance (Gs) and light response curve (LRC) were measured by gas exchange system LI 6400XT. Then the acute stress was simulated - cultivation for three hours at 35 °C and PPFD 1000 ?mol m-2 s-1. On those stressed plants An and Gs were measured to determine the relative effect of stress. Contents of nonstructural saccharides were determined by spectrophotometer with anthrone method. From the results, we can see the influence of An by PPFD. The temperature has the greatest influence on the rate of CO2 assimilation with simultaneous exposure to high PPFD. Stress conditions have had the greatest effect on An samples growing below low PPFD. In contrast to An, the NSC content increased with temperature. Significant differences were observed in the case of NSC contains, when plants growing under high PPFD contained up to 16 times more NSC than plants growing under low PPFD. This is attributed to the lack of energy of the LI variants for the NSC creation and synthesis of secondary metabolites.

Keywords

Rychlost asimilace CO2, nestrukturní sacharidy, ječmen setý, vysoká a nízká teplota a ozářenost.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 1. 2020

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 3. 2. 2020
• Supervisor: Mgr. Daniel Vrábl, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Applied Physics / Biophysics