Studium cyklického transportu elektronů kolem fotosystému I pomocí měřícího systému Dual-PAM-100

Lucie KORBELOVÁ

Bachelor's thesis

Study of cyclic electron transport around photosystem I using Dual-PAM-100 measuring system

Abstract:

Bakalářská práce je zaměřena na studium cyklického transportu elektronů kolem fotosystému I (CET) u rostlin ječmene vypěstovaných při různých mikroklimatických podmínkách - 20 °C o ozářenosti 100 ?mol?m-2?s-1 (LI/LT rostliny) a 30 °C, 35 °C o ozářenosti 1000 ?mol?m-2?s-1 (HI/HT rostliny). Teoretická část se zabývá problematikou CET u vyšších rostlin, popisuje jeho mechanismus (cesty elektronového transportu), fyziologickou úlohu, metodiku měření a vliv stresových faktorů na aktivitu CET, a to zejména vliv zvýšené ozářenosti a teploty. Dále se tato část také zabývá metodikou stanovení funkčního stavu fotosystému I a II (PS I a II) a stanovením míry CET. Praktická část se zaměřuje na analýzu současného stanovení funkčního stavu PS I a II, včetně stanovení míry CET pomocí měřícího systému DUAL-PAM-100. Měřen byl redoxní stav reakčního centra PS I (P700) a fluorescence chlorofylu PS II pro LI/LT a HI/HT rostliny ječmene při kultivační (100/1000 ?mol?m-2?s-1) a saturační (1800 ?mol?m-2?s-1) ozářenosti. Naměřené hodnoty byly použity k výpočtu jednotlivých kvantových výtěžků procesů v PS I a II, které jsou v této práci graficky zpracovány a oddiskutovány. Z provedeného měření bylo zjištěno, že je fotochemický výtěžek PS I u obou typů rostlin větší než fotochemický výtěžek PS II a CET tedy v rostlinách probíhal. Dále bylo prokázáno, že je CET více aktivovaný u HI/HT rostlin, a to vlivem větší ochrany těchto rostlin proti poškození obou fotosystémů při vystavení nadměrné ozářenosti a zvýšené teplotě.

Abstract:

Bachelor thesis is focused on the study of cyclic electron transport around photosystem I (CET) in barley plants grown under different microclimatic conditions - 20 °C at irradiance 100 ?mol? m-2?s-1 (LI/LT plants) and 30 °C, 35 °C at irradiance 1000 ?mol? m-2?s-1 (HI/HT plants). Theoretical part deals with CET in higher plants, describes its mechanisms (CET pathways), physiological functions, methods of measurement and influence of stress factors on CET activity, especially influence of higher temperature and irradiance. This part also deals with method of determination of photosystem I and II (PS I and PS II) functional states and determination of CET rate. Practical part is focused on the analysis of PS I and PS II functional state determination, including the determination of CET rate using the DUAL-PAM-100 measuring system. The redox state of PS I reaction centers (P700) and chlorophyll fluorescence of PS II were measured for LI/LT and HI/HT barley plants at cultivating (100/1000 ?mol?m-2?s-1) and saturating (1800 ?mol?m-2?s-1) irradiance. Measured values were used for calculation of individual quantum yields of PS I and PS II processes, which are graphically processed and discussed in this work. From the measurement it was found that photochemical yield of PS I is in both types of plants higher than photochemical yield of PS II thus CET took place in these plants. Furthermore the results show that CET is more activated in HI/HT plants due to greater protection of these plants against damage to both photosystems when exposed to excessive irradiation and elevated temperature.

Keywords

Hordeum vulgare, DUAL-PAM-100, fluorescence chlorofylu, P700, cyklický transport elektronů kolem fotosystému I, nadměrná ozářenost, vysokoteplotní stres

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 6. 2019

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 15. 8. 2019
• Supervisor: Mgr. Michal Štroch, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Applied Physics / Biophysics