Liečivé rastliny v meniacich sa environmentálnych podmienkach

Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin 11.5.2005
osmotického stresu je závislá na koncentraci působících látek, teplotě při jejich působení a
místě kam pronikají do buňky. Podle pronikání do buněk lze látky rozdělit do několika
skupin:
(1) látky, které pronikají do buněk přes buněčnou stěnu a plazmalému (glycerol, DMSO);
(2) látky, které pronikají pouze přes buněčnou stěnu a ne přes plazmalému:
(a) oligosacharidy jako sacharóza , manitol,
(b) aminokyseliny jako např. prolin,
(c) polymery s nízkou molekulovou hmotností např. PEG 1000 ;
(3) látky nepronikající ani přes plazmalému ani přes buněčnou stěnu (například polymery
s vysokou molekulovou hmotností, například rozpustné bílkoviny, polysacharidy, PEG 6000 a
další /23/.
Přizpůsobení stresu nízké teploty.
Tolerance rostlin k mrazu
Tolerance rostlin k mrazu je v přirozených podmínkách indukována řadou signálů z prostředí,
jako je snižující se teplota a zkracující se den, charakteristických pro podzimní období.
V podmínkách in vitro se pro aklimaci rostlin používají specifické podmínky odpovídající
kultivovanému druhu rostlin. Nejčastěji se používají teploty 2-5°C s fotoperiodou blížící se 12
hodinám. Větší důraz se klade na nízkou indukční teplotu než na fotoperiodu. Takzvaná druhá
fáze otužování rostlin při záporných teplotách, známá z indukce maximální odolnosti rostlin
v přirozených podmínkách k mrazu, není v kryoprezervačních protokolech používána.
Nejlépe reagují na otužovací teploty dřeviny, který po indukci odolnosti k mrazu mohou
dosahovat odolnosti až teploty tekutého dusíku jak v pokusech dokázal Sakai /21/. Dormantní
větvičky dřevin s pupeny po aklimaci jsou nejčastějším objektem pro kryoprezervaci
napodobujícím podmínky pro mrznutí v přirozeném prostředí, takzvaným dvoustupňovým
protokolem mrznutí do teplot tekutého dusíku /5/.
Cukry
Rozpustné cukry a zásoby škrobu se významně mění během otužování rostlin k chladu /17/.
Obsah cukrů v listech koreluje s jejich odolností k mrazu u řady plodin (například u zelí).
Proto se jako jedním z důležitých kroků při předkultivaci rostlin v in vitro podmínkách pro
kryoprezervaci používá zvýšená koncentrace sacharózy /6/ u některých dřevin se používá
sorbitol, manitol nebo další cukry. Sacharóza způsobuje dehydrataci při hypertonické
koncentraci, ale také je absorbována do rostlin. Po absorpci do rostlin snižuje úroveň
osmotického potenciálu a její přítomnost v buňkách se podílí na osmotickém přizpůsobení
(Zámečník a Keller nepublikováno). Sacharóza je významným cukrem uplatňujícím se v řadě
kryoprotektivních směsí. Přítomnost sacharózy v pletivech po odtátí vzrostných vrcholů
z ultranízkých teplot může být prvním zásobním energetickým substrátem při regeneraci
nových rostlin.
Minerální výživa
Podobně jako hnojení v přirozených podmínkách ovlivňuje přizpůsobení rostlin k nízkým
teplotám /8/, tak i v podmínkách růstu v in vitro kultuře má významný vliv množství a forma
dusíku. V některých případech (Grospietsch nepublikováno) bylo dosaženo lepších výsledků
regenerace rostlin po procesu mrznutí a tání při použití kultivačního média s poloviční
koncentrací minerálního dusíku oproti kontrolním rostlinám pěstovaným za plné úrovně
minerálního dusíku jaká je například v MS médiu.
Primárním místem mrazového poškození je stále považována membrána /18/. Vzhledem
k tomu, že při aklimaci k nízkým teplotám dochází k řadě biochemických a strukturálních
76