Výživa predstavuje kľúčový faktor pre existenciu rastlín a výrazne ovplyvňuje ich životný cyklus. Kým nedostatočná výživa je podrobne študovaná z hľadiska rastlinnej produkcie, nadbytok výživy dusíkom sa stáva stredobodom záujmu najmä pre dopady na životné prostredie. Ako nedostatok, tak aj nadbytok dusíka v životnom prostredí vážne zasahuje do metabolickej rovnováhy rastlín a má negatívne dôsledky aj na ich samotný rast [1].
V práci sme sa zamerali na zistenie vplyvu rôznych koncentrácií dusíka (0-35 mM N) aplikovaného vo forme dusičnanu amónneho na vybrané ukazovatele u pšenice. Rastlinné odpovede na extrémne nutričné dávky boli zriedkakedy študované súčasne, preto sme vyhodnotili vplyv daných nutričných podmienok na rastové parametre, obsah fotosyntetických pigmentov a fluorescenciu chlorofylu rastlín pšenice v podmienkach hydropónie. Pre detekciu stavu stresu v koreňoch aj výhonkoch sme podrobne študovali aj profily a aktivity typických obranných enzýmov chitináz. Obsah sušiny rastlín bol závislý od koncentrácií dusíka v médiu; nedostatok, rovnako ako aj prebytočné dávky dusíka spôsobili inhibíciu rastu koreňov a výhonkov pšenice. Merania fluorescencie chlorofylu preukázali lineárny nárast hodnôt (Fmax a Fv/Fm) s dávkou dusíka v médiu, zatiaľ čo obsahy chlorofylových pigmentov boli viac variabilné (s výnimkou Chl b). Týmto sme potvrdili skutočnosť, že výživa dusíkom hrá kľúčovú úlohu pri určovaní fotosyntetickej kapacity rastlín. V rámci štúdia enzýmov sme identifikovali niekoľko izoforiem chitináz (jednu kyslú a dve bázické v koreňoch, a jednu celkovú (veľkosti 35 kDa) a jednu kyslú vo výhonkoch), ktorých aktivity boli ovplyvnené koncentráciami dusíka v médiu. Výsledky ukázali, že celková aktivita chitináz v koreňoch významne koreluje s koncentráciami dusíka v médiu, kým vo výhonkoch aktivity chitináz vykazovali len slabú, negatívnu koreláciu. V rámci získaných výsledkov sme poukázali na skutočnosť, že nutričný stav rastlín ovplyvňuje ich rast ako aj dostupnosť zdrojov na obranné reakcie pri nepriaznivých podmienkach.
Práca bola podporovaná Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe zmluvy č. APVV-0197-10.
[1] Chandna, R., Ahmad, A., Physiology and Molecular Biology of Plants, 2015, 21, 19–33. [2] Crawford, N. M., Kahn, M. L., Leustek, T., Long, S. R., Biochemical & Molecular Biology of plants. Rockville : American Society of Plant Physiologists, 2000, 786 – 849.
otazka trochu mimo
Vaša prezentácia je veľmi zaujímavá a páči sa mi. Tak len dve malé otázky poľnohospodára-amatéra: 1) dá sa uplatniť podobný princíp s dusíkom aj pri iných plodinách typu ako je pšenica? 2) máte doteraz nejaké podobné výsledky aj pri štúdiu koreňových plodín?
Za odpovede ďakujem.
Re: otazka trochu mimo
Vážený kolega, ďakujem veľmi pekne za Vaše pozitívne ohodnotenie práce. Vyjadrila by som sa teda k tým otázkam. 1) Áno dá sa.Experimenty týkajuce sa výživy dusíkom boli v rámci nášho oddelenia realizované na viacerých odrodách sóje fazuľovej. 2) Zatiaľ nemáme, aj keď je takýto typ experimentu realizovateľný aj pre koreňovú plodinu. Vyžadovalo by to pritom technickú úpravu kultivačných podmienok. Zároveň, ak by plodina mala dlhú generačnú dobu, museli by ste riešiť výmenu kultivačného roztoku.
Otázka
Dobrý deň.
Chcel by som sa opýtať/ poprípade či som správne pochopil. V akej forme bol N dodávaný do substrátu. Či išlo o nejaké špecifické hnojivo? poprípade, či ste podávali nitroprussid sodný (SNP), ako produkt obsahujúci danú skupinu. Videli ste aj iné kvalitatívne zmeny u pšenice?
Reagujem na to z dôvodu, že svojho času som videl na polyfenolickom kongrese podávanie donora NO (SNP), kedy rastliny, ktorým bol donor dodávaný, boli vitálnejšie (žiaľ si nepamätám podmienky kultivácie daných rastlín).
Ďakujem pekne