Efekt aplikace brassinosteroidů na výměnu plynů u rostlin rajčat v podmínkách vodního stresu.

Nadiia Antoshyna

Bachelor's thesis

Effect of brassinosteroid application on gas exchange in tomato plants under water stress conditions.

Abstract:

Tato bakalářská práce se zabývá vlivem brassinosteroidů – kastasteronu (CS) a 24-epibrassinolidu (24-EPI) – na fyziologii rajčat (Solanum lycopersicum L.) pěstovaných za podmínek vodního stresu. Rajčata jsou hospodářsky významná plodina, která je citlivá na sucho, což je stále častější důsledek klimatických změn. Vodní stres negativně ovlivňuje klíčové fyziologické procesy rostlin, jako je fotosyntéza, transpirace, stomatální vodivost a vodní potenciál. Cílem práce bylo zjistit, zda aplikace vybraných brassinosteroidů zlepší odolnost rajčat vůči vodnímu deficitu. Experiment probíhal ve skleníkových podmínkách, kde byly rostliny rozděleny do čtyř skupin: kontrolní, stresované bez ošetření, a dvě varianty ošetřené CS a 24-EPI. Fyziologické parametry byly sledovány ve třech fázích: před stresem, během stresu a po rehydrataci. Výsledky ukázaly, že aplikace brassinosteroidů významně zmírnila negativní dopady sucha. Ošetřené rostliny si udržely vyšší míru fotosyntézy, transpirace, stomatální vodivosti i vodní účinnosti. Zároveň prokázaly rychlejší regeneraci po rehydrataci, vyšší relativní vodní kapacitu a příznivější vodní potenciál. Kastasteron měl silnější účinek na růst a antioxidační obranu, zatímco 24-EPI výrazněji stabilizoval vodní režim rostlin. Závěry potvrzují hypotézy o pozitivním vlivu brassinosteroidů na fyziologii rajčat při vodním stresu. Tyto látky lze doporučit jako biostimulanty vhodné pro podporu růstu plodin v suchých oblastech nebo při nepravidelných srážkách, s potenciálem využití i v ekologickém zemědělství. Pro širší zavedení do praxe je však potřeba další výzkum a ověření v polních podmínkách.

Abstract:

This bachelor’s thesis investigates the effects of brassinosteroids – castasterone (CS) and 24-epibrassinolide (24-EPI) – on the physiology of tomato plants (Solanum lycopersicum L.) grown under water stress conditions. Tomatoes are an economically important crop that is sensitive to drought, which is becoming increasingly frequent due to climate change. Water stress negatively impacts key physiological processes in plants, including photosynthesis, transpiration, stomatal conductance, and water potential. The aim of the thesis was to determine whether the application of selected brassinosteroids could enhance the drought resistance of tomatoes. The experiment was conducted in greenhouse conditions, with plants divided into four groups: control, stressed without treatment, and two variants treated with CS and 24-EPI. Physiological parameters were monitored across three phases: before stress, during stress, and after rehydration. The results demonstrated that brassinosteroid treatment significantly alleviated the adverse effects of drought. Treated plants maintained higher rates of photosynthesis, transpiration, stomatal conductance, and water use efficiency. They also showed faster recovery following rehydration, higher relative water content, and more favorable water potential. Castasterone had a stronger effect on growth and antioxidant defense, while 24-EPI more effectively stabilized the plants' water regime. The conclusions confirm the hypotheses regarding the beneficial effects of brassinosteroids on tomato physiology under water stress. These compounds can be recommended as biostimulants to support crop growth in arid regions or under irregular rainfall conditions, with potential for use in sustainable and organic agriculture. However, further research and field validation are necessary before broader implementation in practice.

Keywords

brassinosteroidy, kastasteron, 24-epibrassinolid, rajče, vodní stres, fotosyntéza, transpirace, stomatální vodivost, vodní účinnost, tolerance k suchu

Keywords

brassinosteroids, castasterone, 24-epibrassinolide, tomato, water stress, photosynthesis, transpiration, stomatal conductance, water use efficiency, drought tolerance

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 5. 2025

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Helena Hniličková, Ph.D.
• Reader: Martin Koudela, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme:
Horticulture