Funkce antioxidačních enzymů a substrátů ve fotosyntéze lišejníků za stresových podmínek

Bc. Jana Janochová

Diplomová práce

Function of antioxidative enzymes and substrates in photosynthesis of lichens under the stress conditions

Anotace:

Při vystavení vlivu nejrůznějších stresových podmínek vznikají ve všech organismech reaktivní formy kyslíku (ROS), které mají pro buňku řadu vážných negativních účinků. Rostliny (i lišejníky) si proto vytvořily účinný antioxidační systém, který jim pomáhá bránit se negativním účinkům ROS. Karotenoidy jsou jedněmi z velmi účinných antioxidantů – mohou zhášet excitovaný stav chlorofylu a singletového kyslíku. Oxidované karotenoidy se nazývají xantofyly. Jejich největší význam se projevuje v přítomnosti vysoké ozářenosti. Nadbytek světla může vést k poškození reakčních center PS II a způsobit pokles rychlosti fotosyntézy. Tento pokles je znám jako fotoinhibice. Xantofyly působí proti těmto negativním účinkům vysoké ozářenosti tak, že se violaxantin konvertuje na zeaxantin, který má schopnost převést světelnou energii na teplo (disipovat). Tato konverze se nazývá xantofylový cyklus. V této práci byl zkoumán vliv vystavení nadměrnému záření na fotosyntetický aparát a fotoochranné mechanismy u osmi druhů lišejníků z polárních oblastí. Měřili jsme kvantový výtěžek fotosyntézy (FII) a stanovovali množství pigmentů xantofylového cyklu a β-karotenu. Byl stanoven deepoxidační stav pigmentů xantofylového cyklu (DEPS) a korelovány hodnoty DEPS s FII tak, aby bylo možno kvantifikovat mezidruhové rozdíly v rychlosti, s jakou reagují jednotlivé experimentální druhy na účinky radiačního stresu.

Abstract:

During exposure to different stress conditions, in all organisms are generated reactive oxygen species (ROS) which have severe negative effects to the cell. Plants (and also lichens) have well-developed antioxidant mechanisms in order to protect against the negative effects of ROS. Carotenoids are very efficient antioxidants. They can quench excited state of chlorophyll or singlet oxygen. Oxidated carotenoids are called xanthophylls. Their biggest significance deals with presence of high light. Excess of light may damage reaction centres of PS II and cause decrease in photosynthesis. This decline is known as photoinhibition. Xanthophylls fight against these negative effects of high light by conversion of violaxanthin to zeaxanthin which is capable dissipate excess of light energy to heat. This conversion is known as xanthophyll cycle. In this thesis, the influence of exposure to excess light on the photosynthetic apparatus and photoprotective mechanisms were investigated using 8 different species of lichens from arctic areas. We measured quantum yield of photosynthesis (FII) and determined level of xanthophylls and level of β‑carotene. We determined DEPS (deepoxidation state of pigments) and correlated DEPS with FII in order to quantity interspecific differences in speed of lichens' responses to the exposure to excess light.

Klíčová slova

reaktivní formy kyslíku (ROS), antioxidační systém, karotenoidy, B-karoten, pigmenty xantofylového cyklu, DEPS, kvantový výtěžek fotosyntézy, fotoinhibice, lišejníky

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 11. 5. 2011

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 8. 6. 2011
• Vedoucí: prof. Ing. Miloš Barták, CSc.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie