Vliv kadmia na oxidační stres u rostlin

Ing. Veronika Zemanová

Doctoral thesis

The effect of cadmium on oxidative stress in plants

Abstract:

Pro porovnání akumulace Cd a jeho tolerance byly studovány dva ekotypy Noccaea caerulescens pocházejících ze dvou různě kontaminovaných míst (Redlschlag, Rakousko; Ganges, Francie), N. praecox (Mežica, Slovinsko), Arabidopsis halleri a Spinacia oleracea. Po 30, 60, 90 a 120 dnech pěstování v Cd kontaminované půdě (30, 60 a 90 mg Cd/kg půdy) pro hyperakumulátory a 25, 40, 55 a 75 dnech pěstování v Cd kontaminované půdě (30, 60 a 90 mg Cd/kg půdy) pro špenát byly stanoveny parametry výměny plynů (čistá rychlost fotosyntézy, rychlost transpirace, vodivost průduchů, intercelulární koncentrace CO2), obsah mastných kyselin, obsah makro- a mikroelementů stejně jako N využití rostlinami. Noccaea druhy a A. halleri vykazovaly podobné změny ve výnosu biomasy, obsahu Cd a celkového obsahu aminokyselin. Rozdíly mezi těmito druhy se potvrdily v profilu a obsahu jednotlivých volných aminokyselin. Srovnání mezi druhy Noccaea ukázaly, že stres vlivem Cd má za následek podobné změny parametrů fotosyntézy. Kontrastní odezvy rostlin na kontaminaci Cd byly potvrzeny v obsahu makro- a mikroelementů, mastných kyselin a metabolismu aminokyselin. Špenát ukázal rozdílnou reakci na Cd ve srovnání s hyperakumulátory, zejména v profilu volných aminokyselin a mastných kyselin.

Abstract:

The two ecotypes of Noccaea caerulescens originating from two differently contaminated sites (Redlschlag, Austria; Ganges, France), N. praecox (Mežica, Slovenia), Arabidopsis halleri and Spinacia oleracea were studied to compare Cd accumulation and tolerance. After 30, 60, 90 and 120 days of cultivation in Cd contaminated soil (30, 60 and 90 mg Cd/kg soil) for hyperaccumulators and 25, 40, 55 and 75 days of cultivation in Cd contaminated soil (30, 60 and 90 mg Cd/kg soil) for spinach gas-exchange parameters (net photosynthetic rate, transpiration rate, stomatal conductance, intercellular CO2 concentration), fatty acids, macro- and microelements were determined as well as N utilization by plants. Noccaea species and A. halleri showed similar changes in yield of biomass, Cd content and total content of amino acids. These species confirmed differences in the profile and contents of individual free amino acids. The comparison between Noccaea species showed that Cd stress resulted in similar changes of gas-exchange parameters. Contrasting responses of plants to Cd contamination were confirmed in macro- and microelements contents, fatty acids and amino acids metabolism. Spinach showed contrasting response to cadmium compared to hyperaccumulators, especially in profile of free amino acids and fatty acids.

Keywords

stres, rizikové prvky, hyperakumulátory, aminokyseliny, mastné kyseliny

Keywords

amino acids, risk elements, hyperaccumulators, fatty acids, stress

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 7. 2015

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Daniela Pavlíková, CSc.
• Reader: Václav Motyka, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Doctoral programme / field:
Crop Science / General Crop Science