Fosfor: Projevy deficience P: - 0,2-0,5 % SH rostlin. - často limitující minerální živina (v substrátu většinou v koncentracích kolem 1

Podobné dokumenty
Dusík. - nejdůležitější minerální živina (2-5% SH)

Hořčík. Příjem, metabolismus, funkce, projevy nedostatku

Síra. Deficience síry: řepka. - 0,2-0,5% SH, nedostatek při poklesu obsahu síranů pod 0,01% SH

Minerální výživa na extrémních půdách. Půdy silně kyselé, alkalické, zasolené a s vysokou koncentrací těžkých kovů

10. Minerální výživa rostlin na extrémních půdách

Hořčík. Příjem, metabolismus, funkce, projevy nedostatku

6. Mikroelementy a benefiční prvky. 7. Toxické prvky Al a těžké kovy, mechanismy účinku, obranné mechanismy rostlin

Agroekologie. Globální a lokální cykly látek. Fotosyntéza Živiny Rhizosféra Mykorhiza

Vápník. Deficience vápníku: - 0,4-1,5% DW. - cytoplasmatická koncentrace vápníku velmi nízká (0,1-0,2µM)

- Cesta GS GOGAT - Cesta GDH

Mikroelementy Chlór Bór Železo Mangan Zinek Měď Molybden Nikl

Půda - 4 složky: minerálníčástice organickéčástice voda vzduch

Koloběh fosforu v přírodě

5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku. 5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku

Cykly živin v terestrických

FYZIOLOGIE ROSTLIN. Přednášející: Doc. Ing. Václav Hejnák, Ph.D. Tel.:

Mendělejevova tabulka prvků

Název školy: Střední odborná škola stavební Karlovy Vary Sabinovo náměstí 16, Karlovy Vary Autor: Hana Turoňová Název materiálu:

Látky jako uhlík, dusík, kyslík a. z vnějšku a opět z něj vystupuje.

Abiotický stres - sucho

Vnitřní vliv rostliny. Vnější vliv prostředí

BUNĚČ ORGANISMŮ KLÍČOVÁ SLOVA:

Klí k urování deficiencí kukuice seté (Zea mays) autoi: E. Tylová, L. Moravcová

11. Zásobení rostlin živinami a korekce nedostatku

Intermediární metabolismus. Vladimíra Kvasnicová

3) Membránový transport

3 a) Fyzikální principy. 5 Chemický potenciál (µ s ) (volná energie na jeden mol: J/mol) * = chemický potenciál roztoku s za standartních podmínek

Transport živin do rostliny. Radiální a xylémový transport. Mimokořenová výživa rostlin.

a) pevná fáze půdy jíl, humusové částice vážou na svém povrchu živiny v podobě iontů

Teoretický úvod: MINERÁLNÍ VÝŽIVA. Praktikum fyziologie rostlin. MINERÁLNÍ VÝŽIVA - teoretický úvod 1

FYTOREMEDIACE LÉČIV A JEJICH REZIDUÍ

LUŠTĚNINY (semena rostlin čeledi Fabaceae bobovité)

Úvod do biologie rostlin Buňka ROSTLINNÁ BUŇKA

Nukleové kyseliny. obecný přehled

Aplikované vědy. Hraniční obory o ţivotě

Regulace metabolických drah na úrovni buňky

POLYFOSFÁTY NOVÝ POHLED NA VÝŽIVU ROSTLIN FOSFOREM. Georgi Kostov Tel:


Anotace: Materiál je určen k výuce přírodopisu v 6. ročníku ZŠ. Seznamuje žáky se základní stavbou rostlinné a živočišné buňky.

Oligobiogenní prvky bývají běžnou součástí organismů, ale v těle jich již podstatně méně (do 1%) než prvků makrobiogenních.

Číslo a název projektu Číslo a název šablony

VAKUOLA. membránou ohraničený váček membrána se nazývá tonoplast. běžná u rostlin, zvířata specializované funkce či její nepřítomnost

Prvek Značka Z - protonové číslo Elektronegativita Dusík N 7 3,0 Fosfor P 15 2,2 Arsen As 33 2,1 Antimon Sb 51 2,0 Bismut Bi 83 2,0

VÝZNAM FUNKCE PROTEINŮ V MEDICÍNĚ

Respirace. (buněčné dýchání) O 2. Fotosyntéza Dýchání. Energie záření teplo BIOMASA CO 2 (-COO - ) = -COOH -CHO -CH 2 OH -CH 3

d) Kanály e) Přenašeče a co-transportéry, mediátory difúze a sekundární aktivní transport f) Intracelulární transport proteinů

Nukleové kyseliny Replikace Transkripce, RNA processing Translace

BIOLOGICKÁ MEMBRÁNA Prokaryontní Eukaryontní KOMPARTMENTŮ

značné množství druhů a odrůd zeleniny ovocné dřeviny okrasné dřeviny květiny travní porosty.

AMPK AMP) Tomáš Kuc era. Ústav lékar ské chemie a klinické biochemie 2. lékar ská fakulta, Univerzita Karlova v Praze

Představení nové technologie

Pedogeochemie. Sorpce fosforečnanů FOSFOR V PŮDĚ. 11. přednáška. Formy P v půdě v závislosti na ph. Koloběh P v půdě Přeměny P v půdě.

Stav lesních půd drama s otevřeným koncem

Vakuola. Dutina uvnitř protoplastu, která u dospělých buněk zaujímá 30 až 90 % jejich

Metabolismus. Source:

Zkušební okruhy k přijímací zkoušce do magisterského studijního oboru:

C1200 Úvod do studia biochemie 4.2 Velké cykly prvků. OpVK CZ.1.07/2.2.00/

Úvod do mikrobiologie

Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují

Bakalářské práce. Magisterské práce. PhD práce

FOTOSYNTÉZA. Princip, jednotlivé fáze

CZ.1.07/1.5.00/ Zefektivnění výuky prostřednictvím ICT technologií III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Obsah 5. Obsah. Úvod... 9

1) Pojem biotechnologický proces a jeho fázování 2) Suroviny pro fermentaci 3) Procesy sterilizace 4) Bioreaktory a fermentory 5) Procesy kultivace,

Nukleové kyseliny. Nukleové kyseliny. Genetická informace. Gen a genom. Složení nukleových kyselin. Centrální dogma molekulární biologie

Clivia miniata, Acorus calamus)

MIKROORGANISMY EDÍ. Ústav inženýrstv. enýrství ochrany ŽP FT UTB ve Zlíně

Regulace enzymové aktivity

Úvod do biochemie. Vypracoval: RNDr. Milan Zimpl, Ph.D.

pátek, 24. července 15 BUŇKA

Regulace translace REGULACE TRANSLACE LOKALIZACE BÍLKOVIN V BUŇCE. 4. Lokalizace bílkovin v buňce. 1. Translační aparát. 2.

Vliv selenu, zinku a kadmia na růstový vývoj česneku kuchyňského (Allium sativum L.)

Schéma rostlinné buňky

Ukázka knihy z internetového knihkupectví

Složky potravy a vitamíny

Minerální výživa rostlin

8. Polysacharidy, glykoproteiny a proteoglykany

V organismu se bílkoviny nedají nahradit žádnými jinými sloučeninami, jen jako zdroj energie je mohou nahradit sacharidy a lipidy.

ÚVOD DO BIOCHEMIE. Požadavky ke zkoušce: * učivo z přednášek. Doporučená literatura: Karlson, P. Základy biochemie. Praha: Academia, 1981.

Obecný metabolismus.

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Odběr rostlinami. Amonný N (NH 4 )

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Modulace fotosyntézy, zvyšování produktivity genetickými modifikacemi, biotechnologie, umělá fotosyntéza,

Správná zemědělská praxe a zdravotní nezávadnost a kvalita potravin. Daniela Pavlíková Česká zemědělská univerzita v Praze

Stimulátor biologické aktivity rhizosféry Dostaňte z kořenů to nejlepší. explorer 20

Biochemie kosti. Anatomie kosti. Kostní buňky. Podpůrná funkce. Udržování homeostasy minerálů. Sídlo krvetvorného systému


Mechanismy hormonální regulace metabolismu. Vladimíra Kvasnicová

Fytoremediace II. Příjem látek. Petr Soudek

Buňka cytologie. Buňka. Autor: Katka Téma: buňka stavba Ročník: 1.

Uran v pitné vodě aktuální toxikologické informace

Z K. Agrochemické zkoušení zemědělských půd a význam vápnění. AZZP Hlavní principy. Miroslav Florián ředitel Sekce zemědělských vstupů

Stavba dřeva. Základy cytologie. přednáška

Kyselina fosforečná Suroviny: Výroba: termický způsob extrakční způsob

Regulace růstu a vývoje

Stomatální vodivost a transpirace

Propojení metabolických drah. Alice Skoumalová

Biologie I. Buňka II. Campbell, Reece: Biology 6 th edition Pearson Education, Inc, publishing as Benjamin Cummings

Transkript:

Fosfor: Buchanan 2000-0,2-0,5 % SH rostlin - často limitující minerální živina (v substrátu většinou v koncentracích kolem 1 µm) - toxicita velmi zřídka nad 1% SH (např. Cajanus cajan při 0,3-0,5%, Vigna mungo při 0,6-0,7%) - má v rostlině řadu důležitých funkcí Vigna Cajanus kontrolní rostlina Projevy deficience P: P deficientní rostlina - menší listová plocha, menší počet listů - tmavé zbarvení listů - snížená účinnost fotosyntézy - zvýšení poměru R/S - přednostní alokace P do podzemní části rostliny - změny v alokaci sacharidů (sacharosa) - změny v morfologii kořenového systému (tvorba proteoidních kořenů) - omezení tvorby reproduktivních orgánů Vaněk a kol 1999

Brady a Weil 2002

Brady a Weil 2002

Brady a Weil 2002

Brady a Weil 2002

Fosforečná hnojiva: pol. 18. st. - mleté kosti, popel z kostí, koprolit superfosfát od r. 1843 (Anglie) - jednoduchý - významným ukazatelem kvality je obsah těžkých kovů a radionuklidů např. uran: 30-260ppm x 4ppm - trojitý Ca(H 2 PO 4 ) 2 + CaSO 4 (7,5-8,5 % P) Ca(H 2 PO 4 ) 2 Suroviny: apatity fosfority (20-21 % P) miliony t 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Afrika Asie Australie Evropa Severní Amerika Jižní Amerika celk. světová spotřeba spotřeba fosfátových hnojiv zdroj dat: FAOSTAT 1961 1964 1967 1970 1973 1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000

Příjem rostlinami: - H 2 PO 4 - - aktivně (Km = 1-5 µm) +P -P (1 den) -P (7 dní) Brady a Weil 2002 -P (14 dní) Buchanan 2000

- u kvasinky: PHO regulon (PHO84, ) - u rostlin: - Pht1 rodina (vysokoafinitní příjem P z prostředí) six-loop-six struktura Buchanan 2000

- Pht1;1, Pht1;2 a Pht1;4 (rostlina x půda) - např. AtPT1 a AtPT2 (Arabidopsis) nebo LePT1 a LePT2 (rajče) Regulace příjmu: prostřednictvím transkripce klíčový je vnitřní status rostliny in situ lokalizace LePT1 (Pht1;1) LePT2 (Pht1;2) +P -P Liu et al. 1998

- transport P v rostlině: Pht2 rodina - v chloroplastech (Pht2;1) nízkoaffinitní Verslav et al. 2002 in situ lokalizace Pht3 rodina v mitochondriích Daram et al. 1999

Příjem rostlinami: - tvorba vyčerpaných zón GRDC Menzies 2009 Marschner 1995

Strategie rostliny: - Zvyšování aktivity vysokoafinitního transportního systému na plazmalemě - Mykorhizní asociace - Změny architektury kořenového systému (délka, větvení) - Zvyšování hustoty kořenových vlásků a jejich délky - Uvolňování organických kyselin a protonů za účelem solubilizace fosforu - Vylučování fosfatáz za účelem uvolňování organicky vázaného fosforu

Strategie rostliny: - Zvyšování aktivity vysokoafinitního transportního systému na plazmalemě - Mykorhizní asociace - Změny architektury kořenového systému (délka, větvení) - Zvyšování hustoty kořenových vlásků a jejich délky - Uvolňování organických kyselin a protonů za účelem solubilizace fosforu - Vylučování enzymů za účelem uvolňování organicky vázaného fosforu

Mykorhiza: Procházka et al. 1998

Brundrett MC. 2008. Mycorrhizal Associations: The Web Resource. mycorrhizas.info/roles.html

Základní typy mykorhizy: - ektotrofní - endotrofní Procházka et al. 1998 Foto: M. Vohník www.ibot.cas.cz/mykosy m/mycorrhiza.html nejrozšířenější lesní společenstva Buchanan 2000

Arbuskulární mykorhiza: - nejrozšířenější, hospodářsky nejvýznamnější - houby z oddělení Glomeromycota - evolučně nejstarší typ endosymbiózy Harrison 2005 Parniske 2008

Parniske 2008

Exprese specifická pro kortikální buňky s arbuskulemi: - fosfátový transportér, ATPáza, chitináza, celuláza Rausch a Bucher 2002

Změny architektury kořenového systému - stimulace růstu laterálních kořenů Utlumení exprese genů, které jsou aktivovány nedostatkem fosforu -fosfátové transportéry, kyselá fosfatáza Harrison 2005 Sawers 2008

Výměna signálů při ustavování AM Parniske 2008

Rozsah kolonizace x dostupnost P Nagy 2009

Lotus japonicus LjPT3 knock-out wild type LjPT3 knock-out Maeda2006

Strategie rostliny: - Zvyšování aktivity vysokoafinitního transportního systému na plazmalemě - Mykorhizní asociace - Změny architektury kořenového systému (délka, větvení) - Zvyšování hustoty kořenových vlásků a jejich délky - Uvolňování organických kyselin a protonů za účelem solibilizace fosforu - Vylučování enzymů za účelem uvolňování organicky vázaného fosforu

Arabidopsis Sanchez-Calderon 2005 Lopez-Bucio 2003

fazol J. Poustma http://roots.psu.edu/node/212

Zimmermann 2003

Arabidopsis Lopez-Bucio 2003

Tvorba kořenových klastrů: - deficience P, Fe, N - nemykorhizní struktury Dinkelaker et al. 1995

Banksia Protea Dinkelaker et al. 1995 Hakea Macadamia Leucospermum

Casuarina Allocasuarina Dinkelaker et al. 1995 Acacia

Dinkelaker et al. 1995 Lupinus albus Myrica

Hakea petiolaris (Proteaceae) Shane 2005 Banksia grandis (Proteaceae)

Marschner 1995

Dauciform roots Schoenus unispiculatus Shane 2006

Strategie rostliny: - Zvyšování aktivity vysokoafinitního transportního systému na plazmalemě - Mykorhizní asociace - Změny architektury kořenového systému (délka, větvení) - Zvyšování hustoty kořenových vlásků a jejich délky - Uvolňování organických kyselin a protonů za účelem solubilizace fosforu - Vylučování enzymů za účelem uvolňování organicky vázaného fosforu

Význam kořenových klastrů: - chemická modifikace rhizosféry solubilizace fosforu (příp. dalších látek) Marschner 1995

Buchanan 2000

Neumann et al. 1999

Schopnost stimulovat produkci organických kyselin není omezena jen na proteoidní kořeny - např. u Medicago sativa, Cajanus cajan nebo Cicer arietinum kultivary ječmene Gahoonia et al. 2000

Význam a funkce fosforu v rostlině: - strukturní funkce (nukleové kyseliny, fosfolipidy) ATP - adenosin trifosfát GTP - guanosin trifosfát UTP - uridine trifosfát - funkce v přenosu energie a regulační funkce (fosfátové estery, energeticky bohaté fosfáty)

Výskyt P v rostlině (kompartmentace): - homeostáza cytoplasmatické koncentrace anorganického P - distribuce mezi jednotlivými kompartmenty (cytoplasma, vakuola, jádro, apoplast) - pufrační funkce vakuoly - význam koncentrace anorg. P v regulaci fotosyntézy a tvorby škrobu v chloroplastech - vliv na transport trióz z chloroplastu do cytoplasmy - ovlivnění aktivity ADP-glukosapyrofosforylasy

Zásobní formy P v rostlinách: - způsoby skladování P: - anorganický fosfát ve vakuole - polyfosfáty (lineární polymery anorganického P) - fytáty (soli fytické kyseliny s Ca a Mg (fytin), Zn a Fe nebo s K a Mg)

Phytate hydrolysis by phytase into inositol, phosphate, and other divalent elements. Lei et al. 2003

Frossard 2000

Strategie rostliny: - Zvyšování aktivity vysokoafinitního transportního systému na plazmalemě - Mykorhizní asociace - Změny architektury kořenového systému (délka, větvení) - Zvyšování hustoty kořenových vlásků a jejich délky - Uvolňování organických kyselin a protonů za účelem solubilizace fosforu - Vylučování enzymů za účelem uvolňování organicky vázaného fosforu - kyselé fosfatázy - fytázy Lung 2006

Potenciál genetických manipulací - Arabidospis s vneseným genem pro kyselou fosfatázu z vojtěšky Fytáty jako jediný zdroj P Xiao 2006

Potenciál genetických manipulací - brambor s genem pro fytázu pod promotorem specifickým pro kořenové vlásky GUS pod stejným promotorem Fytázová aktivita inositol x produkty jeho štěpení Zimmermann 2003