Vliv stresu suchem/vlhkem na obsah glykoalkaloidů hlíz brambor (Solanum tuberosum L.)

Bc. Vendula Tomčová

Master's thesis

Effects of drought/water stress on glycoalkaloids content in potato tubers (Solanum tuberosum L.)

Abstract:

Brambory jsou třetí nejvíce pěstouvanou plodinou na světě. Jejich nutriční složení přispívá k výživě obyvatel celého světa. V mnoha rozvojových zemích jsou primární součástí obživy i příjmů. Jsou ceněny pro svůj obsah vitaminu C, draslíku i proteinů. Nelze zanedbat také jejich význam v průmyslové výrobě krmiv, škrobu nebo alkoholu. Tato diplomová práce je zaměřena na antinutriční látky obsažené v rostlinách brambor, které nazýváme glykoalkaloidy. Tyto látky jsou pro člověka toxické a jejich obsah v hlízách nesmí překročit hladinu 200 mg/kg. Stanoveny byly metodou LC-MS u čtyř odlišných odrůd (Laura, Milva, Marabel a Valfi) pěstovaných ve skleníku v letech 2017 a 2018 za řízených podmínek vodního stresu (sucho, vlhko, kontrola). Analýza výsledků práce potvrdila hypotézu, dle které odrůdy brambor obsahují rozdílná množství glykoalkaloidů a tento obsah je geneticky podmíněn. Zaznamenaný rozdíl v obsahu α-solaninu mezi vybranými odrůdami dosáhl až 44 %, rozdíl v obsahu α-chaconinu až 35 %. Druhou stanovenou hypotézu, podle níž vodní stres suchem či přemokřením mění obsah glykoalkaloidů, přičemž odrůdy reagují na stres odlišným způsobem, nebylo možné potvrdit. Přesto v rámci grafického zpracování výsledků bylo možné pozorovat trend zvýšení nebo snížení obsahu glykoalkaloidů v závislosti na suchu nebo přemokření. U vybraných odrůd v roce 2017 byl za působení sucha zaznamenán nárůst obsahu oproti kontrole až o 50 % pro α-solanin a o 35 % pro α-chaconin. Největší zaznamenaný pokles v obsahu glykoalkaloidů v důsledku zamokření oproti kontrole byl o 52 % pro α-solanin a o 40 % pro α-chaconin.

Abstract:

Potatoes are the third most cultivated crop in the world. Their nutritional composition contributes to the diets of people around the world. In many developing countries, they are the primary component both of nutrition and income. Potato is valued for its vitamin C, potassium and protein content. The importance in industrial feed, starch and alcohol production is rather notable as well. This diploma thesis focuses on antinutritional substances contained in potato plants that we call glycoalkaloids. These substances are toxic to humans and their content in potato tubers must not exceed 200 mg/kg FW. These glycoalkaloids were determined using LC-MS method in four different potato varieties (Laura, Milva, Marabel and Valfi). The samples were grown in the greenhouse in 2017 and 2018 under controlled conditions with water stress (drought, excessive waterlogging, control). The analysis of the results confirmed the hypothesis according to which potato varieties contain different amounts of glycoalkaloids and this content is genetically determined. The observed difference in α-solanine content among the selected varieties reached up to 44 %, the difference in α-chaconine content went up to 35 %. The second hypothesis, according to which water stress by drought or excessive waterlogging changes the content of glycoalkaloids, while the varieties respond to stress in different ways, could not be confirmed. However, rising and falling trends in the glycoalkaloid content depending on drought or excessive waterlogging are apparent from the visualisations of results. Within the group of 2017 there was an increase of 50 % for α-solanine and 35 % for α-chaconine under drought in selected varieties. The most dramatic recorded decrease in glycoalkaloid content due to waterlogging in comparison to the control was 52 % for α-solanine and 40 % for α-chaconine.

Keywords

α-solanin, α-chaconin, Solanum tuberosum L., LC-MS/MS, stres suchem

Keywords

α-solanine, α-chaconine, Solanum tuberosum L., LC-MS/MS, drought stress

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 4. 2019

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Matyáš Orsák, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Farm Products Quality and Processing / Farm Products Quality and Processing