LieÄÂivé rastliny v meniacich sa environmentálnych podmienkach
LieÄÂivé rastliny v meniacich sa environmentálnych podmienkach
LieÄÂivé rastliny v meniacich sa environmentálnych podmienkach
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Vliv biotických a abiotických stresorů na vlastnosti rostlin<br />
11.5.2005<br />
Vliv chladového stresu na metabolismus prolinu pšenice<br />
Ludmila Staszková, Jan Táborský<br />
Česká zemědělská univerzita, katedra chemie, Kamýcká 129, 165 21 Praha 6 – Suchdol,<br />
Česká republika, staszkova@af.czu.cz<br />
Souhrn<br />
Ob<strong>sa</strong>h prolinu se v rostlinách vlivem abiotických a biotických stresorů několikanásobně<br />
zvyšuje.V předložené práci jsou uvedeny výsledky působení nízkých teplot na aktivitu<br />
enzymu glutamátkinasy (katalyzuje 1.reakci biosyntézy prolinu) a na ob<strong>sa</strong>h chlorofylu<br />
pšenice. Rostliny byly pěstovány v nádobách, v umělých podmínkách do stádia 3 pravých<br />
listů. Stresované varianty byly kultivovány při 5 °C a 10 °C ve tmě, po dobu 14 hodin.<br />
Aktivita glutamátkinasy byla stanovena spektrofotometricky, stejně jako ob<strong>sa</strong>h chlorofylu.<br />
Působením nízkých teplot došlo k nárůstu aktivity glutamátkinasy, přičemž u nižší teploty se<br />
aktivita zvýšila až o 59,5 % ve srovnání s kontrolní (20 °C) variantou. Ob<strong>sa</strong>h chlorofylu byl u<br />
obou stresovaných variant snížen.<br />
Úvod<br />
Jedním z významných stresorů vnějšího prostředí, který působí na růst rostlin je nízká<br />
teplota. Nízká teplota zpomaluje proces fotosyntézy a transpirace, mění intenzitu dýchání,<br />
poškozuje biomembrány, čímž se mění jejich propustnost a jejich další fyzikální a chemické<br />
vlastnosti. Při teplotách pod bodem mrazu dochází k mechanickému poškozování buněk a k<br />
dehydrataci v apoplastu a symplastu. Existuje různá odolnost rostlinných částí k teplotním<br />
výkyvům, přičemž vegetativní orgány rostlin jsou méně náchylné než orgány generativní /1/.<br />
Schopnost rostlin snížit riziko poškození vlivem chladu a mrazu je spojena s odolností<br />
vůči tomuto stresoru. Rostliny, které jsou pozvolna vystaveny nízkým teplotám se jim dokáží<br />
lépe přispůsobit. Je všeobecně známo, že zvýšená odolnost rostlin k nízkým teplotám a mrazu<br />
je založena na tvorbě osmoticky aktivních látek jako jsou aminokyseliny (např. prolin,<br />
hydroxyprolin, arginin, glutamin, asparagin, threonin, γ-aminomáselná kyselina), cukry<br />
(hlavně frukto<strong>sa</strong> a <strong>sa</strong>charo<strong>sa</strong>), nenasycené mastné kyseliny, dále na syntéze stresových<br />
proteinů, fytohormonů, polyfenolických sloučenin a dalších látek.<br />
Jak již bylo uvedeno výše, jednou z aminokyselin, která se podílí na vytváření<br />
odolnosti rostlin, a to nejen vůči nízkým teplotám, je prolin (pyrrolidin-2-karboxylová<br />
kyselina). O významnosti prolinu v organismu svědčí i to, že existuje několik biochemických<br />
cest jeho syntézy /16,17/. Základní biosyntetická cesta vzniku prolinu vychází z kyseliny<br />
glutamové. První reakci (přeměnu kyseliny glutamové na γ-glutamylfosfát) katalyzuje enzym<br />
glutamátkina<strong>sa</strong> (EC 2.7.2.11), který je inhibován prolinem. Na počátku 90. let minulého<br />
století se zjistilo, že glutamátkina<strong>sa</strong> je součástí bifunkčního enzymu Δ1-pyrrolin-5-<br />
karboxylátsynthetasy /19/.<br />
Fyziologické a biochemické působení prolinu v rostlinném organismu je<br />
mnohostranné /7,16/. Abiotické a biotické stresory (chlad, mráz, vysoká teplota, sucho,<br />
zasolení, těžké kovy, napadení rostlin patogenem…) jeho ob<strong>sa</strong>h zvyšují často již za několik<br />
287
Change language