Obranné reakce rostlin hrachu rostoucích v prostředí s omezenou dostupností vody

Obor: Chemie

Typ: laboratorní

Supervizor: Mgr. Jana Sekaninová, Ph.D.

obsazený projekt (na projektu již pracuje plný počet studentů, neni možné se již přidat)

Sucho/nedostatek vody představuje jednu z nejvýznamnějších hrozeb pro udržitelnost zemědělské produkce a ekosystémů. Rostliny reagují na podmínky stresu např. různými adaptivními strategiemi, včetně změn v metabolismu, regulace transpirace a tvorby ochranných struktur, které jim umožňují přežít a udržet růstové funkce. Tento výzkum se zaměřuje na obranné reakce rostlin hrachu (Pisum sativum) rostoucích v prostředí s omezenou dostupností vody, což simulují různé koncentrace PEGu6000 v růstovém roztoku. U dvou odlišných genotypů hrachu budou stanoveny biochemické parametry oxidačního stresu jako jsou např. aktivity antioxidačních enzymů, celková antioxidační kapacita nebo peroxidace lipidů. Mikroskopicky bude sledována produkce reaktivních forem kyslíku (ROS) v kořenech a stoncích. Výsledky této studie mohou přispět k lepšímu porozumění adaptivním reakcím rostlin na omezenou dostupnost vody a mohou také podpořit vývoj odolnějších odrůd hrachu vhodných pro pěstování v suchých oblastech. 

Experimentální část:

• 2 genotypy hrachu (Pisum sativum) cv. Arvika a cv. Arkta – oba krmné hrachy s pigmentovanými semeny, Arvika – ozimý hrách – možná vyšší rezistence k abiotickým stresům.
• Design experimentu: semena obou genotypů bobtnána 24 hodin ve vodě, poté vyseta na filtrační papír vlhčený vodou ve čtvercových Petriho miskách – ponechána klíčit 3 dny při laboratorních podmínkách. Poté naklíčená semena (cca 1,5 cm kořínek) přemístěna na hydroponické pěstování nejdříve na 7 dnů za optimálních podmínek tedy ve vodě do fytotronu s teplotou 18/22 °C noc/den a fotoperiodou 8/12h noc/den. Po týdnu byl do části růstových roztoků přidán PEG6000 tak, aby byly vytvořeny stresové podmínky. Výsledná koncentrace PEGu v roztoku byla 10%. Po vystavení rostlin stresu – aplikaci PEGu, byly odebírány vzorky (kořeny a nadzemní části) kontrolních a stresovaných rostlin v těchto časových intervalech: 0, 2, 4, 6 a 8 hodin.
• Stanovované parametry:
  • Spektorofometricky:
    • Aktivita antioxidačního enzymu – peroxidasy
    • Celková antioxidační kapacita
    • Peroxidace lipidů
  • Mikroskopicky – fluorescenčně:
    • Produkce reaktivních forem kyslíku v řezech kořenem a stonkem kontrolních a stresovaných rostlin hrachu