Czy zmiany parametrow fluorescencji chlorofilu traw pastewnych podczas prehartowania i hartowania sa powiazane z odpornoscia na mroz

• Autorzy: Pociecha E , Plazek A
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu warunków prehartowania i hartowania na aklimację aparatu fotosyntetycznego do chłodu różniących się stopniem mrozoodporności wybranych gatunków traw pastewnych. Sprawność aparatu fotosyntetycznego badano metodą fluorescencji chlorofilu. W pracy podjęto próbę powiązania fluorescencji chlorofilu ze stopniem zahartowania na mróz badanych roślin. Badania zostały przeprowadzone na roślinach Festuca pratensis (Huds.) odm. ‘Skra’, Festuca arundinacea (Schreb.) odm. ‘Kord’, Lolium multiflorum (Lamb.) odm. ‘Tur’ oraz Festulolium braunii (K. Richter) A. Camus odm. ‘Felopa’ i 'Sulino'. Siedmiotygodniowe siewki prehartowano przez 2 tygodnie w temperaturze 14/12°C (dzień/noc) i przy fotoperiodzie 10 godz./14 godz. dzień/noc, a następnie hartowano przez 3 tygodnie w stałej temperaturze 2°C przy fotoperiodzie 8 godz./16 godz. dzień/noc. Pomiary tolerancji na mróz metodą konduktometryczną, wyznaczająca współczynnik LT₅₀ oraz pomiary fluorescencji chlorofilu (potencjalna wydajność fotosystemu II Fv/Fm, fotochemiczne rozpraszanie energii qp, niefotochemiczne rozpraszanie energii NPQ oraz rzeczywista wydajność fotosystemu ϕ PS II) wykonano przed i po prehartowaniu oraz po jednym i trzech tygodniach hartowania. Konduktometryczny test mrozoodporności wykazał, że odmiany ‘Skra’, ‘Felopa’ i ‘Kord’ można uznać jako mrozoodporne, ‘Sulino’ jako średnio mrozoodporną a odmianę ‘Tur’ jako słabo odporną na mróz. Hartowanie w chłodzie generalnie obniżyło wydajność kwantową fotosystemu II - Fv/Fm. Wartość NPQ po tygodniu hartowania obniżyła się u wszystkich odmian. U Festulolium ‘Felopy’ i ‘Sulina’ po trzech tygodniach hartowania wartości qp zmniejszyły się, natomiast u pozostałych badanych odmian wartości tego współczynnika wzrosły. Aktualna wydajność kwantowa ϕ PS II stopniowo spadała w trakcie hartowania u ‘Felopy’ i ‘Sulina’. Odmiana ‘Tur’, która jest trawą wrażliwą na mróz charakteryzowała się wyższymi wartościami ϕ PS II po trzech tygodniach hartowania w porównaniu do wartości tego parametru w czasie prehartowania. Zaobserwowane zmiany wartości qp i NPQ wskazywałyby na uruchamianie cyklu ksantofilowego w warunkach chłodu u obu badanych odmian Festulolium. Na podstawie uzyskanych wyników nie stwierdzono korelacji pomiędzy fluorescencją chlorofilu a stopniem zahartowania na mróz badanych gatunków traw pastewnych.

EN

The aim of the study was to estimate if prehardening and hardening influence the acclimation of photosynthetic apparatus to the cold. The study was performed on forage grass species that are diverse in respect to frost tolerance. The photosynthetic apparatus efficiency was measured using the chlorophyll fluorescence method. An attempt was made to connect chlorophyll fluorescence with frost tolerance degree of the studied plants. Seven-week-old seedlings of Festuca pratensis (Huds.) cv. ’Skra’, F. arundinacea (Schreb.) cv. ’Kord’, Lolium multiflorum (Lamb.) cv. ’Tur’ and Festulolium braunii (K. Richter) A. Camus cv. ‘Felopa’ and ‘Sulino’ were prehardened for 2 weeks at 14/12°C (day/night) and 10 h photoperiod and next hardened for 3 weeks at a constant temperature of 2°C and 8h-photoperiod. Measurements of frost tolerance using the conductivity method estimating the electrolyte leakage from leaves and chlorophyll fluorescence (quantum efficiency of PS II Fv/Fm, non photochemical quenching NPQ, photochemical quenching qp, and current quantum yield of PS II - ϕ PS II) were taken before and after prehardening and after one and three weeks of hardening. On the basis of LT₅₀ values ‘Skra’, ‘Felopa’ and ‘Kord’ were recognized as winter hardy cultivars, ‘Sulino’ as intermediate and ‘Tur’ as the winter susceptible one. Cold hardening generally reduced the Fv/Fm of PS II. NPQ values decreased in all cultivars. After three weeks of hardening the qp values decreased in ‘Felopa’ and ‘Sulino’ leaves, and increased in ‘Kord’ and Tur’. Probably, in both studied Festulolium cultivars the mechanism of energy dissipation via the xantophyll cycle is initiated. Between the changes of ϕ PS II and winter hardiness degree of the studied cultivars no correlation was found.

Słowa kluczowe

PL

trawy pastewne; odpornosc roslin; prehartowanie; chlorofil; aklimatyzacja roslin; mrozoodpornosc; fluorescencja; hartowanie

EN

fodder grass; plant resistance; chlorophyll; plant acclimatization; frost resistance; fluorescence; plant hardening

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2006
• Tom: 509
• Opis fizyczny: s.39-47,rys.,bibliogr.

Twórcy

autor

Pociecha E

• Katedra Fizjologii Roslin, Akademia Rolnicza, ul.Podluzna 3, 30-239 Krakow

autor

Plazek A

• Katedra Fizjologii Roslin, Akademia Rolnicza, ul.Podluzna 3, 30-239 Krakow

Bibliografia

• Bilger W. Björkman O. 1991. Temperature-dependence of violaxanthin deepoxidation and nonphotochemical fluorescence quenching in intact to leaves Gossypium-hirsutum L.& Malva Parviflora L. Planta 184: 226-234.
• Flint H.J., Boyce B.R., Brattie D.J. 1967. Index of injury, a useful expression of freezing injuries to plant tissues as determined by the electric method. Can. J. Plant Sci. 47: 229-239.
• Genty B., Briantais J-M., Baker N.R. 1989. The relationship between the quantum yield of photosynthetic electron transport and quenching of chlorophyll fluorescence. Biochem. Biophys. Acta 990: 87-92.
• Huner NPA, Oquist G., Hurry VM., Król M., Falk S., Griffith M. 1993. Photosynthesis, photoinhibition and low temperature acclimation in cold tolerant plants. Photosynth. Research 37: 19-39.
• Hurry V.M., Strand A., Tobiaeson M., Gardestrom P., Oquist G. 1995. Cold hardening of spring and winte whea and rae results in differential effects of growth, carbon metabolism, and carbohydrate content. Plant Physiol. 109(2): 697-706.
• Kacperska A. 2002. Reakcje roślin na abiotyczne czynniki stresowe, w: Fizjologia roślin. Kopcewicz J., Lewak S. (Red.): 612-679.
• Maxwell, K., Johnson G.N. 2000. Chlorophyll fluorescence - a practical guide. J. Exp. Bot. 51: 659-668.
• Pollock C.J., Cairns A.J., Collins B.E., Walker R.P. 1989. Direct effects of low temperature upon components of fructan metabolism in leaves of Lolium temulentum L. J. Plant Physiol. 134: 203-208.
• Pontis H.G. 1989. Fructans and cold stress. J. Plant Physiol. 134: 148-150.
• Rapacz M., Gąsior D., Zwierzykowski Z., Lesniewska-Bocianowska A., Humphreys M.W., Gay A.P. 2004. Changes in cold tolerance and the mechanisms of acclimation of photosystem II to cold hardening generated by anther culture of Festuca pratensis x Lolium multiflorum cultivars. New Phytologist 162: 105-114.
• Strzałka K. 2002. Przemiany związków organicznych i energii u roślin, w: Fizjologia roślin. Kopcewicz J., Lewak S. (Red.): 273-329.
• Schreiber U., Bilger W., Neubauer C. 1994. Chlorophyll fluorescence as a non intrusive indicator for rapid assessment of in vivo photosynthesis, w: Excophysiology of photosynthesis. Schultze E.-D., Caldwell M.M. (Ed.), Berlin, Germany Springer- Verlag: 49-70.