Liečivé rastliny v meniacich sa environmentálnych podmienkach

Vliv biotických a abiotických stresorů na vlastnosti rostlin
11.5.2005
hodin po nástupu stresu /4,12,13,16/. Prolin může vstoupit do energetického metabolismu
rostlin a tím napomoci k překonání stresové zátěže.
Při pěstování zemědělských plodin v našich klimatických podmínkách může být,
hlavně v průběhu noci, v raných fázích ontogenese rostlina vystavena negativnímu působení
nízkých teplot. Proto jsme v naší práci sledovali jednu z možných obranných reakcí jarní
pšenice a to změny v metabolismu prolinu, konkrétně změnu aktivity glutamátkinasy a
obsahu chlorofylu jako odezvu na působení nízkých teplot.
Materiál a metodika
Rostliny jarní pšenice odrůdy Sandra byly pěstovány v nádobách ve skleníku při
průměrné denní a noční teplotě během pěstování 20 °C /15 °C. Po dosažení stádia 3 pravých
listů (13 DC) byly nádoby rozděleny na variantu kontrolní a varianty stresované.
Stresované varianty byly kultivovány v chladovém boxu ve tmě, po dobu 14 hodin,
jedna při teplotě 5 °C a druhá při teplotě 10 °C. Kontrolní varianta byla umístěna na dobu
kultivace stresovaných variant (14 hodin, tma) do laboratoře (20 °C). Po ukončení kultivace
byly z listů rostlin připraveny acetonové prášky. Glutamátkinasa (GK) byla sledována v
enzymových preparátech získaných extrakcí acetonových prášků draselno-fosfátovým pufrem
(pH 7,4), centrifugací, vysolováním síranem amonným (0-30% nasycení) a dialýzou. Aktivita
glutamátkinasy byla stanovena spektrofotometricky při 540 nm modifikací hydroxamátové
metody /15,18/. Obsah chlorofylu a i b byl měřen v acetonovém extraktu. Koncentrace
chlorofylů byla vypočítána z Nybomových vztahů.
Výsledky a diskuse
Mezi nepříznivými stresovými faktory vnějšího prostředí zaujímá jedno z prvních míst
nízká teplota. V našem příspěvku jsou uvedeny výsledky působení chladového stresu na
aktivitu glutamátkinasy a na změny v obsahu chlorofylu u jarní pšenice. Obě sledované nízké
teploty zvyšovaly aktivitu glutamátkinasy. Při 5 °C vzrostla aktivita GK o 59,5 % a při 10 °C
o 11,4 % oproti kontrolní variantě kultivované při 20 °C. Je zřejmé, že snižující se teplota
působí na enzym aktivačně (obr.1). Aktivita GK roste i vlivem dalších stresorů, jak bylo
pozorováno např. u pšenice, ředkvičky, špenátu, ječmene a řepky /3,9,11,13,16/. Se zvýšením
aktivity glutamátkinasy souvisí i nárůst obsahu prolinu. V našich dřívějších pokusech, ve
kterých jsme se zabývali sledováním aktivity glutamátkinasy u pšenice, ozimé řepky a
ječmene jsme zjistili, že k hromadění prolinu dochází proto, že vlivem stresových faktorů se
ruší inhibiční působení prolinu (allosterická inhibice zpětnou vazbou) na glutamátkinasu /15/.
Další autoři /8/ předpokládají, že při stresu dochází k aktivaci biosyntézy prolinu a zároveň k
inaktivaci jeho odbourávání. Změny v metabolismu prolinu při působení stresu vyvolávají i
některé fytohormony /2/. Při stresu suchem se zjistilo /10/, že pro zvýšení koncentrace prolinu
v primárních kořenech kukuřice je nutná přítomnost kyseliny abscisové. Někteří autoři /20/
sledovali vliv vysokých teplot (48 °C, po dobu 90 minut) na růst semenáčků okurek a
zaznamenali, že exogenní 24-epibrassinolid zvýšil odolnost vůči vysokým teplotám tím, že
podpořil akumulaci prolinu, a i zvýšení aktivity některých antioxidačních systémů.
Obsah chlorofylu byl měřen spektrofotometricky při vlnových délkách 644 a 663 nm.
Z naměřených hodnot vyplývá, že při 5 °C dosáhl obsah chlorofylu a 76,5 % a chlorofylu b
71,7 % hodnot kontroly. U druhé stresované varianty (10 °C) se obsah chlorofylu a dostal na
94,6 % a chlorofylu b na 91,7 % kontrolní varianty (obr.1). Vystavením rostlin chladovému
stresu došlo tedy k poklesu obsahu chlorofylu, což je v souladu i se závěry jiných autorů /5,6/.
Redukce obsahu chlorofylu je nejčastěji způsobena sníženou intenzitou jeho syntézy nebo
zvýšením jeho degradace. V konečném důsledku mohou tyto změny vést ke snížení intenzity
fotosyntézy /14/.
288