2018
Dehydration-induced changes in spectral reflectance indices and chlorophyll fluorescence of Antarctic lichens with different thallus color, and intrathalline photobiont
BARTÁK, Miloš, Josef HÁJEK, Jana MORKUSOVÁ, Kateřina SKÁCELOVÁ, Alica KOŠUTHOVÁ et. al.Základní údaje
Originální název
Dehydration-induced changes in spectral reflectance indices and chlorophyll fluorescence of Antarctic lichens with different thallus color, and intrathalline photobiont
Název česky
Vysycháním způsobené změny spektrální odrazivosti a fluorescence chlorofylu u antarktických lišejníků lišících se barvou stélky a vnitrostélkovým fotobiontem
Autoři
BARTÁK, Miloš (203 Česká republika, garant, domácí), Josef HÁJEK (203 Česká republika, domácí), Jana MORKUSOVÁ (203 Česká republika, domácí), Kateřina SKÁCELOVÁ (203 Česká republika, domácí) a Alica KOŠUTHOVÁ (703 Slovensko, domácí)
Vydání
Acta Physiologiae Plantarum, Polsko, Springer, 2018, 0137-5881
Další údaje
Jazyk
angličtina
Typ výsledku
Článek v odborném periodiku
Obor
10611 Plant sciences, botany
Stát vydavatele
Polsko
Utajení
není předmětem státního či obchodního tajemství
Odkazy
Impakt faktor
Impact factor: 1.608
Kód RIV
RIV/00216224:14310/18:00120385
Organizační jednotka
Přírodovědecká fakulta
UT WoS
000444010700001
Klíčová slova česky
spektrální indexy; PRI; NDVI; nefotochemické zhášení ostrov; Jamese Rosse
Klíčová slova anglicky
Spectral indices; PRI; NDVI; Non-photochemical quenching; James Ross Island
Štítky
Příznaky
Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 10. 11. 2021 10:14, Mgr. Marie Šípková, DiS.
V originále
In this study, we investigated responses of the Photochemical Reflectance Index (PRI), and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) to gradual dehydration of several Antarctic lichen species (chlorolichens: Xanthoria elegans, Rhizoplaca melanophthalma, Physconia muscigena, cyanolichen: Leptogium puberulum), and a Nostoc commune colony from fully wet to a dry state. The gradual loss of physiological activity during dehydration was evaluated by chlorophyll fluorescence parameters. The experimental lichen species differed in thallus color, and intrathalline photobiont. In the species that did not exhibit color change with desiccation (X. elegans), NDVI and PRI were more or less constant throughout a wide range of thallus hydration status showing a linear relation to relative water content (RWC). In contrast, the species with apparent species-specific color change during dehydration exhibited a curvilinear relation of NDVI and PRI to RWC. PRI decreased (R. melanophthalma, L. puberulum), increased (N. commune) or showed a polyphasic response (P. muscigena) with desiccation. Except for X. elegans, a curvilinear relation was found between the NDVI response to RWC in all species indicating the potential of combined ground research and remote sensing spectral data analyses in polar regions dominated by lichen flora. The chlorophyll fluorescence data recorded during dehydration (RWC decreased from 100 to 0%) revealed a polyphasic species-specific response of variable fluorescence measured at steady state Fs, effective quantum yield of photosystem II (YIeldPSII), and non-photochemical quenching (qN). Full hydration caused an inhibition of YieldPSII in N. commune while other species remained unaffected. The dehydration-dependent fall in YieldPSII was species-specific, starting at an RWC range of 22–32%. Critical RWC for YieldPSII was around 5–10%. Desiccation led to a species-specific polyphasic decrease in Fs and an increase in qN indicating the involvement of protective mechanisms in the chloroplastic apparatus of lichen photobionts and N. commune cells. In this study, the spectral reflectance and chlorophyll fluorescence data are discussed in relation to the potential of ecophysiological processes in Antarctic lichens, their resistance to desiccation and survival in Antarctic vegetation oases.
Česky
V této studii jsme zkoumali reakce indexu fotochemické reflexe (PRI) a normalizovaného rozdílu vegetačního indexu (NDVI) na postupnou dehydrataci několika antarktických lichenových druhů (chlorolišejníky: Xanthoria elegans, Rhizoplaca melanophthalma, Physconia muscigena, lišejníky se sinicovým symbiontem: Leptogium puberulum) a kolonií Nostoc od plně vlhkého do suchého stavu. Postupná ztráta fyziologické aktivity během dehydratace byla hodnocena parametry fluorescence chlorofylu. Experimentální lišejníkové druhy se lišily v barvě stélky. U druhů, které nevykazovaly změnu barvy při vysoušení (X. elegans), byly NDVI a PRI více nebo méně konstantní (průměr 0,25, minus 0,36) v širokém rozmezí stavu hydratace stélky vykazující lineární vztah k relativní vodě obsahu (RWC). Naproti tomu u druhů se zjevnou změnou barvy specifické pro jednotlivé druhy během dehydratace byl nalezen nelineární vztah NDVI a PRI vůči RWC. PRI se snížila (R. melanophthalma, L. puberulum), zvýšila (N. commune) nebo vykazovala polyfázickou odezvu (P. muscigena) s vysycháním. Kromě X. elegans byl zjištěn nelineární vztah mezi NDVI a RWC ve všech druzích, což naznačuje potenciál kombinovaných pozemních výzkumů a vzdálených průzkumu pomocí spektrálních dat z polárních oblastech, kde dominuje lišejníková flóra. Údaje o chlorofylové fluorescenci zaznamenané během dehydratace (snížení RWC ze 100 na 0%) odhalily polyfázní druhově specifickou odezvu variabilní fluorescence měřené v ustáleném stavu Fs, efektivní kvantový výtěžek fotosystému II (Yield PSII) a nefotochemické zhášení (qN). Úplná hydratace způsobila inhibici Yield PSII v N. Commune, zatímco ostatní druhy zůstaly nedotčeny. Dehydratace-závislý pokles ve YieldSII byl druhově specifický, začínající v rozmezí RWC 22 až 32%. Kritická RWC pro FPSII činila přibližně 5-10%. Vysoušení vedlo k druhově specifické polyfázové redukci Fs a zvýšení qN indikující zapojení ochranných mechanismů do chloroplastického aparátu lišejníkových fotobiontů a buněk N. commune. V této studii jsou diskutovány spektrální reflexe a chlorofylová fluorescence ve vztahu k potenciálu ekofyziologických procesů v antarktických lišejnících, jejich odolnosti vůči vysychání a přežití v antarktických vegetačních oázách.
Návaznosti
| EF16_013/0001708, projekt VaV |
| ||
| LM2010009, projekt VaV |
| ||
| LM2015078, projekt VaV |
|