Cvičení z fyziologie rostlin
7. Fluorescence chlorofylu jako indikátor stresu
Měření rychlosti fotosyntézy
Gravimetrické metody
(přírůstek hmotnosti fotosynt. objektu, hromadění asimilátů)
Voluntometrické metody
(změny tlaku a objemu - kapilára napojená
na komoru s objektem)
Gazometrické metody
(IRGA [C02, H2Oj napojen na komoru s objektem)
Oxymetrické metody
(02 elektroda/optoda, koncentrace 02 v kapalném
vzorku)
Fluorometrické metody - primární procesy f.
(fluorometr, měření indukované fluorescence chlorofylu)
Metody dálkového průzkumu - nepřímé metody (UA V/satelitní snímkování -odhad aktuální aktivity a základě vegetačních indexů [obsah Chl, vlhkost,..])
Fluorescence chlorofylu
světlo
Nor/photochemicaL dissipation (fluorescence)
Chi — 1Chl*^-teplo
fotosyntéza
fluorescence
Photochemical
dissipation (Photosynthesis)
tyto tři procesy jsou na sobě závislé
= snížení jednoho vede ke zvýšení druhých dvou
např. snížení fotosyntézy vede ke zvýšení tepelné disipace a fluorescence
Měření fluorescence chlorofylu
Měření fluorescence chlorofyl
hU ^crcrn   PAR-Lttl: drhl* Ht.fi.ir
Meas Light    Act. Light      Sat. Pulse   I PS I Light
Int. S
MF-H
Gain 2
Tmp
Volt 13 6
Fo 765
Int. 4
Int. 10
Int. 4
Fm 3616
s:
0.1 s: 5
s :
Fo1 178Ö
Red
Clock
FR
Fm' 3022
Damp   7     | Auto MF-H
PAR
30
YNPQ .04
Zoom In
Ft 992
Y(NO) .229   FW F m .783
No 10
NPQ  0.20   IeTR  0.00    |Y(II] .726
Exit PiiiiLWiii
P Lim to Report
rňĽiipl-
Lcod
Hun
■ Era p
m:«J:UD
um&>
00:0S:Cn
Ůa:CH:ŮŮ
«J:(T5:0Ů     Q.M CSC
I.K
Měření fluorescence chlorofylu
Měření fluorescence chlorofylu
Měření fluorescence chlorofylu
Měření fluorescence chlorofylu
Měření fluorescence chlorofylu
Měření fluorescence chlorofylu
Experiment Protocols Setup Help f ť f O f Live   I Protocols | Pre-Procesing Result |
Zoom 100%  Resolution: M2 x S12
Greph j Numeric | NumericAvg | Histogram | Notepad UŽ   1   I   H   B !A
800-
w-
a?
-210 -200 -130 -180 -170 -ISO -150 -^A0 ^130 ^-120 ^-110 -100
		
	v	
	FZ	
Display Mode ff Color by Pixel C Color by Object t" Color By Avg
Fo-overage(lrame.stortFo.endFo)
Value Range
Options
Iv Shew Number P Histogram r Checkpoint
T Ob|. Calibration ľ" Chlorophyll
T Group Color P Manual Color
Limit 218.2 Max |21?-*<l
Nu mene Add Checkpoint
Delete Checkpoint
Edit Checkpoint
Mir, |23 7 Limit 237
Li
Save
Load
fj Analyze
Měření fluorescence chlorofylu
Měření fluorescence chlorofylu
Metoda saturačních pulzů - používá stanovení maximální a aktuální rychlosti přenosu energie redoxními systémy membrány thylakoidu
DARK-ADAPTED
Fm
Maximum
Fluorescence
Fm - Fo = Fv
Measuring Light Or
w
• Measuring light = měřící světlo: světlo o nízké intenzitě, vyvolá tzv. základní fluorescenci chlorofylu F0 (nedojde k separaci náboje na chlorofylu, všechna energie jde do fluorescence)
•Saturation pulse = saturační pulz: krátký pulz světla o vysoké intenzitě, vyvolá tzv. maximální fluorescenci chlorofylu FM
(úplná redukce chinonu QA a tím potlačení fotochemické cesty)
Fv - variabilní fluorescence
Měření fluorescence chlorofylu
DARK-ADAPTED
Fm
Maximum Fluorescence
Fv
Fo
Saturation Pulse
Measuring Light On
základní fluorescenční poměr
Ekvivalent maximální efektivity fotochemických reakcí v PS2
u většiny rostlin v optimálním stavu je hodnota blízká 0.83
jakékoli snížení od optimální hodnoty znamená určité poškození fotosystémů
(vratné nebo nevratné)
Měření fluorescence chlorofylu
Výhody:
^ Nedestruktivní měření
^ rychlá odezva na stres:
vhodná pro měření reakcí rostlin
na vysokou/nízkou teplotu, vysokou/nízkou ozářenost,
poškození patogeny, znečištění životního prostředí...
Nevýhody:
m Nespecifická odezva vůči různým konkrétním typům stresu
»• Nutné další metody pro stanovení typu působícího stresu
Úloha:
Změny základního fluorescenčního poměru (FV/FM) jako indikátoru tepelného stresu
Princip:
Pokud je fotosyntetický aparát rostlin nebo celá rostlina vstavena působení některého stresu, dochází k negativnímu vlivnění funkce PS II, což se projeví ve snížení hodnoty FV/FM.
^ Opakované tepelné ovlivnění v temperované komoře (45°C)
Cíl:
Zjistit vliv působení tepelného stresu na fotochemické procesy fotosyntézy (parametr Fv/Fm) u vybraných druhů rostlin.
Materiál a pomůcky:
Fluorometer PAM 210, teperovaná komora (Memmert UFE 400)
smetánka lékařská [Thmxacum offhínak) jitrocel střední (Plantago media L.)
habr obecný (Carpinus betulus) / borovice lesni (Pinus syhe stris)
Snímek 17
UH [2]2     Budeme tyto druhy taky používat? Nejsou tam jejich fotky...
Uživatel typu Host; 13.04.2021
Materiál a pomůcky
smetánka lékařská [Thmxacum officinale)
borovice lesní (Pinus sylve stris)
Materiál a pomůcky
PAM-210 W/S^ÍLS
Chlorophyll Fluorometer
ML	[alT	m
		
Hzl	BI	Ml
		
I -	m	
Materiál a pomůcky
V tepelné komoře musí být připravena temperovaná kádinka s vodou
Príprava měření
Fv/Fm
PAM-210 WZ/ÄM^S
Chlorophyll Fluorometer
F0431 Y.79 g(L    ) 0429	0000 2040
Fo	Fm
Nastavení:	
[I]	
ML:3	
SP:8	
PAM-210 W7/£\rU52
Chlorophyll Fluorometer
Postup
1.
2.
Chlorophyll Fluorometer
V 3.
PAM-210 WS
Chlörephyll FluejromiSr
1\
HDD BOB
Zapněte fluorometr PAM-210 a počkejte na ukončení úvodních testů (cca 30s).
V nabídce na displeji fluorometru nastavte intenzity použitých typů světla (opakovaným mačkáním tlačítka „I" na klávesnici fluorometru: ML - měřící světlo, AL - aktinické světlo, FR - vzdálené červené záření, SP - saturační pulz ML = 3, AL = nenastavuje se, FR = nenastavuje se, SP = 10 (tj. maximální hodnota)
Vložte měřený list na měřící bod přístroje a přiložte z vrchu magnetickou krytku, přístroj vypněte (pro vypnutí všech měření)
Ponechte měřený list takto po dobu 5 minut (zatemnění).
Po uplynutí doby zapněte přístroj a zkontrolujte stav na displeji:
Fv/Fm		
F0431	Y.79	0000
	0429	2040
	Fo	Fm
Pokud nesvítí „L" vymáčkněte na klávesnici fluorometru tlačítko ML
Po 3s stlačte „SP" pro provedení měření. Na displeji přístroje odečtěte hodnotu F0, Fm, Fv/Fm a zaneste do tabulky a přístroj vypněte.
Postup
7. Měřený list vložte do temperované komory s vodou a vystavte po dobu 10 min teplotě 45 °C.
8. Měřený list vyjměte a opakujte měření v krocích 4-6, pokud list udržíte ve tmě, zkraťte dobu zatemnění na 30s.
9. Opakovaně vložte list do temperované komory a vystavte po dobu 10 min teplotě 45 °C.
10. Měřený list vyjměte a opakujte měření v krocích 4-6.
11. Měření opakujte s dalšími sledovanými listy. Využijte časový posun měření a inkubace jednotlivých paralelně testovaných listu pro zrychlení práce.
■ v\
I
I w
P AM - 210
Chlorophyll Fluoromeler
Postup
5 min.
Ovlivnění:
10 min. 45°C
\
Ovlivnění:
10 min. 45°C
Fluorescence chlorofylu									
		Smetanka 1				Smetanka 2			
		před	po lOmin	po 20min		před	po lOmin	po 20min	
	FO								
	Fm Fv/Fm								
									
									
		Jitrocel 1				Jitrocel 2			
		pred	po lOmin	po 20min		před	po lOmin	po 20rnin	
	FO Fm Fv/Fm								
									
									
									
		Habr 1				Habr 2			
		před	po lOmin	po 20min		před	po lOmin	po 20min	
	FO								
	Fm Fv/Fm								
									
									
		Borovice 1				Borovice 2			
		před       po lOmin		po 20min		před       po lOmin		po 20min	
	FO								
	Fm Fv/Fm								
									
									
Úloha:
Změny základního fluorescenčního poměru (FV/FM) jako indikátoru tepelného stresu
Výsledky:
^ Prezentujte ve formě sloupcových grafů průměrných hodnot jednotlivých parametrů F0, FM, FV/FM
Popište vliv tepelného stresu na fotochemické procesy
»• Doba působení »• Mezidruhové rozdíly
TAB 1:
Rostlinný materiál	Fo	Fm	Fv/Fm
kontrolní měření			
po 1. tepelném ovlivnění			
po 2. tepelném ovlivnění