ÚSTAV FYZIKÁLNÍ BIOLOGIE JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "ÚSTAV FYZIKÁLNÍ BIOLOGIE JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH"

Markéta Zdeňka Sedláková
před 8 lety
Počet zobrazení:

ÚSTAV FYZIKÁLNÍ BIOLOGIE JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH ZPRÁVA O UKONČENÍ PROJEKTU Projekt Název projektu: Změna optických vlastností listů révy vinné v závisloti na obsahu fenolických

1 ÚSTAV FYZIKÁLNÍ BIOLOGIE JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH ZPRÁVA O UKONČENÍ PROJEKTU Projekt Název projektu: Změna optických vlastností listů révy vinné v závisloti na obsahu fenolických látek v místech infekce houbou Plasmopara viticola. Případová studie v terénu. Průběh řešení projektu : Průběh projektu byl mírně ovlivňen dodáním měřícího notebooku. Dosažené výsledky: V průběhu roku 21 byla dokončena terénní měření na experimentální vinici Ústavu vinohradnictví a vinařství Mendelovy Univerzity v Brně, zahradnické fakultě v Lednici, která vedla k ověření výsledků laboratorních experimentů (Cséfalvay et al. 29), tj. že F V /F M a/nebo Φ II jsou citlivými parametry vhodnými pro včasnou detekci infekce způsobené houbou Plasmopara viticola. Celkem bylo testováno 5 odrůd, z toho 3 citlivé a 2 odolné celkem 12 listů (tab.1) Odolné odrůdy Laurot Citlivé odrůdy Cabernet Sauvignon Malverina Rulandské Bílé Rulandské Šedé Tab.1 Kategorie zkoumaných odrůd (Odolné a citlivé) Od každé odrůdy jsme měřili celkem 1 listů zdravých a 1 listů infikovaných. Pomocí zobrazovacího fluorometru FluorCam jsme měřili distribuci parametru F V /F M (Obr.1). U všech listů signifikantní změny F V /F M v ploše listu korelovaly s místy napadení. V místech se sníženou aktivitou fotosystému II (snížená hodnota F V /F M ) jsme odebrali vzorky pro stanovení obsahu fenolických látek a fotosyntetických pigmentů. V případě citlivých odrůd v rané fázi infekce, kdy ještě nebyly znatelné žádné viditelné příznaky, heterogenní distribuce F V /F M ukázala malá místa na listech s lokálně sníženou fotosyntetickou aktivitou v důsledku

Dosažené výsledky: V průběhu roku 21 byla dokončena terénní měření na experimentální vinici Ústavu vinohradnictví a vinařství Mendelovy Univerzity v Brně, zahradnické fakultě v Lednici, která vedla k

2 infekce. Jak infekce postupovala, míst se sníženou fotosyntetickou aktivitou přibývalo a jejich plocha se zvětšovala (Obr.1 ukazuje pouze pletivo v pozdní fázi infekce). V případě rezistentních (odolných) odrůd místa se sníženou Φ II v rané fázi infekce byla daleko rozsáhlejší. Zde nedocházelo k rozšiřování zasažených oblastí, ale rostlina infekci lokalizovala do velkého spotu na listu, který následně nekrotizoval. Nekróza infikovaného pletiva je jasně na viditelná na obr. 1 u odrůdy Laurot. Obr. 1 ukazuje typické příklady distribuce F V /F M u zdravých (horní řádek) a infikovaných (spodní řádek) listů citlivých a odolných listů révy vinné. Laurot Malverina CabSauv PinotBlanc PinotGris.8.3 Obr.1 Distribuce parametru F V/F M. Horní řádek pletivo zdravých listů, spodní řádek napadené pletivo. Na obr. 2 jsou průměrné hodnoty F V /F M u zdravých listů a v ohnisku napadení houbou Plasmopara viticola naměřené během terénních experimentů v roce 21. Je zřejmé, že snížení fotosyntetické aktivity v místě napadení je podobné jak u citlivých tak u odolných odrůd..8.7 Fv/Fm Laurot Malverina CabSauv PinotBlanc PinotGris Obr. 2 F V/F M (efektivní kvantový výtěžek fotosystému II) u zdravých listů (bílé) a ohnisek napadení (černé) sloupce.

Zde nedocházelo k rozšiřování zasažených oblastí, ale rostlina infekci lokalizovala do velkého spotu na listu, který následně nekrotizoval. Nekróza infikovaného pletiva je jasně na viditelná na obr.

3 Snížená fotosyntetická aktivita v míste napadení byla způsobena poklesem koncentrace fotosyntetických pigmentů (Chl a, Tab.2). Pigmenty byly stanovovány spektrofotometricky podle Lichtenthalera (1987). Chlorophyll a (µg g -1 ) Fresh weight Control SEM Infected SEM Difference% Laurot ± 62, ± 45, Malverina ± 35, ± 46, CabSauv 798 ± 47, ± 5, PinotBlanc 592 ± 12, ± 55, PinotGris ± 27, ± 26, Tab.2 Obsah chlorofylu a (µg g -1 ) čerstvé váhy U listů vybraných odrůd (Cabernet Sauvignon, Rulandské bílé, Rulandské šedé, Laurot, Malverina) jsme měřili kinetiku fluorescence chlorofylu v aktinickém světle (2 µmol(fotonů).m -2.s -1, zhášecí analýza) a absorbční a reflektanční spektrum v UV a VIS světle (28-8 nm). Měřili jsme na temnotně adaptovaných listech (2 min temnotní adaptace) v laboratorních podmínkách. Pletivo napadené houbou Plasmopara viticola (černé symboly, Obr.3) vykazovalo nižší fluorescenční signál, který souvisí s nižším obsahem chlorofylu v místech napadení a pomalejší pokles fluorescence z lokálního maxima (F P ) v aktinickém světle. Ten naznačuje pomalejší transport elektronů z plastochinonového poolu. 5 Laurot F/F, rel.u. Pinot Blanc 45 4 Malverina Cab.Sauvignon Time Fd/ Laurot Malverina Cabsauv PinotBlanc Control Infected Obr.3 Kinetiky Chl-F v místě napadení (černě) a u zdravého pletiva (bíle) Obr.4 Fd/2 parametr

36747281 Malverina 119.3 ± 35,9 72.3 ± 46,1-36715947 CabSauv 798 ± 47,2 546.8 ± 5,8-31.47869674 PinotBlanc 592 ± 12,3 524.8 ± 55,2-11.35135135 PinotGris 763.7 ± 27,9 46.8 ± 26, -39.6621711 Tab.

4 S rychlostí transportu elektronů z plastochinonového poolu souvisí také parametr fd/2, počítaný jako rozdíl (F P -F S )/2 (F S -ustálená úroveň Chl-F; tzv. steady state). Polovina času transportu elektronů z lokálního maxima F P v aktinickém světle do úrovně ústálené Chl-F byla vyšší u všech sledovaných odrůd (Obr.4). 1 Differences in ref. spektra 5 D iffe re n c e, % -5-1 Laurot Pinot Blanc wavelenght, nm Obr.5 Rozdíl v reflektanci u napadených a zdravých pletiv. Vybraný zástupce citlivé odrůdy (Pinot Blanc) a rezistentní odrůdy (Laurot). Největší rozdíl v reflektanci napadeného a zdravého pletiva citlivé a rezistentní odrůdy (Obr. 5) je v oblasti 67-69nm, ve které je maximální absorbce chlorofylu. Pokles koncentrace v chlorofylu v napadeném pletivu způsobuje největší změnu v reflektanci. Pokles koncentrace chlorofylu v napadených oblastech koreluje se vybranými indexy pro jeho neinvazivní odhad ( Gitelson and Merzlyak 1994, Chapelle et al. 1992, Vogelman et al. 1993), vyjímkou rezistentní odrůdy Laurot (Obr.6 A,B,C). Laurot vykazoval zvýšený obsah chlorofylu a jak v místě napadení, tak ve zdravém pletivu y =.3554x R 2 = y = 115x + 15 R 2 =.876 R75/R R675/R A.2 B y = 223x R 2 =.7984 Obr.6 Korelace vybraných reflektančních indexů s chemickou analýzou R74/R C

spektra 5 D iffe re n c e, % -5-1 Laurot Pinot Blanc -15 4 45 5 55 6 65 7 75 8 wavelenght, nm Obr.5 Rozdíl v reflektanci u napadených a zdravých pletiv.

5 16 Control Resistant 3 Control Resistant ARI [R8*(1/R55-1/R7)] Control Susceptible Infected Resistant Infected Susceptible A Red/Green Control Susceptible Infected Resistant Infected Susceptible B Anth. content (nmol*m-2) calculated per Fresh weight Anth. content (nmol*m-2) calculated per Fresh weight Obr. 7 Korelace vybraných reflektančních indexů s chemickou analýzou Vybrané reflektanční indexy pro neinvazivní odhad obsahu antokyanů (ARI index a Red/Green index, Obr. 7 A,B) ukazují viditelný trend. U napadeného pletiva rezistentních odrůd je výrazně vyšší hodnota ARI a Red/Green indexu, zatímco zdravé pletivo rezistentních a citlivých odrůd stejně tak jako infikované pletivo citlivých odrůd vykazují podobný trend. Stav čerpání finančních prostředků: Měřící notebook Acer Dewarovy nádoby Mikropipeta Hirschmann Laboratorní materiál, chemikálie apod. Celkem čerpáno 22 Kč Kč 4 2 Kč 9 Kč Kč Využitelnost dosažených výsledků a navazující práce Výsledky této práce budou použiti při dalších studiích interakce patogenu Plasmopara viticola a hostujícího organismu Vitis vinifera, zejména se zaměřením na fluorescenční emise (FLD) napadených listů.

7 Korelace vybraných reflektančních indexů s chemickou analýzou Vybrané reflektanční indexy pro neinvazivní odhad obsahu antokyanů (ARI index a Red/Green index, Obr. 7 A,B) ukazují viditelný trend.

Podobné dokumenty

7 Fluorescence chlorofylu in vivo

7 Fluorescence chlorofylu in vivo Petr Ilík KBF a CRH, PřF UP Fluorescence chlorofylu in vivo fluorescence in vivo z chlorofylu a (ostatní přídavné pigmenty přenos energie na chl a) indikátor neschopnosti