Chlorophyll fluorescence as indicator of chill and light stress in cucumber plants from in vitro culture during acclimatisation

• Autorzy: Markowski A. , Skorska E.

Warianty tytułu

PL

Fluorescencja chlorofilu jako wskaźnik oddziaływania stresu chłodu i światła na rośliny ogórka z kultury in vitro podczas ich aklimatyzacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The cucumber plants obtained from in vitro cultures after acclimatisation (A) ware characterised by increased tolerance to high light stress (PPFD 700 µmol.m⁻²s⁻¹), compared to the plants directly derived from in vitro cultures, non- acclimated (K). Values of chlorophyll fluorescence parameters in leaves of the stressed plants after acclimatisation were higher than those analogous for non- acclimated ones. After 24 hours recovery, the values of measured parameters clearly increased, and nearly achieved the initial values in the acclimated plants. High level of PAR irradiance at lower temperature ( +2°C) caused clearly stronger inhibition of light reaction of photosynthesis in leaf tissues of K than of A plants. Reparation process partially improved efficiency of photosynthesis reactions, however slight rise of the value of vitality index Rfd and Fv/Fo, parameter related to the activity of the water-splitting complex on the donor side of the photosystem II, indicate serious damages of photosynthetic apparatus and inhibition of photosynthesis dark reaction, presumably by oxidative stress.

PL

Rośliny otrzymane z kultury in vitro po aklimatyzacji (A) charakteryzowały się zwiększoną tolerancją na stres silnego światła (PPFD 700 µmol.m⁻².s⁻¹) w porównaniu z roślinami nieaklimatyzowanymi (K), pobranymi bezpośrednio z tej kultury. Wartości parametrów fluorescencji chlorofilu w liściach roślin aklimatyzowanych poddanych stresowi były wyższe niż analogiczne parametry dla roślin nieaklimatyzowanych. Po dobowej restytucji wartości wyznaczonych parametrów znacznie wzrosły, a dla roślin aklimatyzowanych zbliżyły się do wartości początkowych. Wysoki poziom napromieniowania PAR przy obniżonej temperaturze (+2°C) wywołał znacznie większe zakłócenia reakcji fazy świetlnej w tkankach liści K niż A. Procesy naprawcze w czasie restytucji częściowo poprawiły efektywność reakcji fotosyntezy, jednak niewielki wzrost wartości wskaźnika witalności, Rfd oraz parametru Fv/Fo, związanego z efektywnością rozkładu wody w PS II, świadczą o poważnych uszkodzeniach aparatu fotosyntetycznego i zakłóceniach reakcji fazy ciemnej fotosyntezy, spowodowanych przypuszczalnie przez stres oksydacyjny.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2004
• Tom: 496
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.167-173,fig.,ref.

Twórcy

autor

Markowski A.

• Department of Physics, Agricultural University of Szczecin, Papieza Pawła VI nr 3, 71-459 Szczecin, Poland

autor

Skorska E.

• Department of Physics, Agricultural University of Szczecin, Papieza Pawła VI nr 3, 71-459 Szczecin, Poland

Bibliografia

• Bolhar-Nordenkampf H.R., Öquist G. 1993. Chlorophyll fluorescence as a tool in photosynthesis research, in: Photosynthesis and production in changing environment. D.O Hall, et al. (ed.), Chapman and Hall, London 12: 193-206.
• Borkowska В. 2001. Morphological anf physiological characteristics of micropropagated strawbeny plants rooted in vito or ex vitro. Sci. Hortic. 89: 195-206.
• Burza W., Malepszy S. 1995. Direct plant regeneration from leaf explants in cucumber (Cucumis sativus L.) is free of stable genetic variation. Plant Breed. 114: 341-345.
• Burza W., Murkowski A., Malepszy S. 1994. Differences in the luminescence of regenerated cucumber plants caused by plant hormones in the medium. Gartenbauwissenschaft 59(3): 105-108.
• Carvalho L.C., Amancio S. 2002. Antioxidant defence system in plantlets transferred from in vitro to ex vitro: effects of increasing light intensity and CO2 concentration. Plant Sci. 162: 33-40.
• Cassels A.C., Plunkett A. 1984. Production and growth analysis of plant from leaf cuttings, and from tissue cultures of discs from mature leaves and young axenic leaves of African violet (Saintpaulia ionantha Wendl.). Sci. Hortic. 23: 361-369.
• Gertsson U.E. 1988. Development of micropropagated plants from different clones of Senecio x hybridus in relation to BAP concentration and temperature in vitro. J. Horticult. Sci. 63: 489-496.
• Kacperska A. 1998. Plant responses to low temperature stress signaling pathways involved, in: Crop development for the cool and wet regions of Europe. Sowiński P. et al. (ed.). COST 814-II, Luxembourg: 133-146.
• Kadlecek P., Ticha I., Haisel D., Capkova V., Schafer С. 2001. Importance of in vitro pretreatment for ex vitro acclimatisation and growth. Plant Sei. 161: 695-701.
• Lamhamedia M.S., Chamberland L., Tremblay F.M. 2003. Epidermal transpiration, ultrastructural characteristics and net photosynthesis of white spruce somatic seedlings in response to in vitro acclimatisation. Physiol. Plant. 118: 554-561.
• Lichtenthaler H. K., Rinderle U. 1988. The role of chlorophyll fluorescence in the detection of stress conditions in plants. Critic. Rev. Anal. Chem. 19(1): 29-85.
• Malepszy S., Śmiech M. 2001. Selection and testing of features in in vitro cultures, in: Plant biotechnology. Malepszy S. (ed.). PWN, Warszawa: 136-143.
• Michalczuk В., Borkowska В. 2002. Ocena reakcji mikrorozmnażanych roślin na stresy biotyczne i abiotyczne z zastosowaniem metody fluorescencji chlorofilu. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 481: 641-646.
• Murkowski A. 2002. Oddziaływanie czynników stresowych na luminescencję chlorofilu w aparacie fotosyntetycznym roślin uprawnych. Acta Agrophys. 61: 41-43.
• Murkowski A., Bartoszewski G., Skórska E. 1998. Application of luminescence for quality evaluation of in vitro regenerated strawberry plants. Acta Physiol. Plant. 20(4): 465-470.
• Murkowski A., Burza W., Skórska E. 2000. Comparison of fluorescence in cucumber (Cucumis sativus L.) leaves of plants derived from in vitro regeneration system and from seeds. Bull. Pol. Acad. Sci. Biol., Sci. 48 (1): 37-40.
• Murkowski A., Skórska E. 1997. Chlorophyll a luminescence - an index of photoinhibition damages. Curr. Top. Biophysics 21(1) : 72-78.
• Murkowski A., Wróblewski Т., Burza W., Skórska E. 1999. Luminescence variations in cucumber (Cucumis sativus L.) leaves derived from different regeneration systems. Int. J. Hortic. Sci. 5(1-2): 50-52.
• Schreiber U., Bilger W., Hormann Н., Neubauer C. 1998. Chlorophyll fluorescence a diagnostic tool: basics and some aspects of practical relevance, in: Photosynthesis a comprehensive treatise. Raghavendra A.S. (ed.), Cambridge University Press: 320-336.
• Smillie R.M., Hetherington S.E., He J., Nott R. 1988. Photoinhibition at chilling temperatures. Aust. J. Plant Physiol. 15: 207-222.
• Wróblewski Т., Filipecki М., Malepszy S. 1995. Factors influencing cucumber (Cucumis sativus L.) somatic embryogenesis. I. The crucial role of pH and nitrogen in suspension culture Acta Soc. Bot. Pol. 64: 223-231.