J 2022

Species-specific responses of spectral reflectance and the photosynthetic characteristics in two selected Antarctic mosses to thallus desiccation

OREKHOVA, Alla, Miloš BARTÁK, Josef HÁJEK a Jana MORKUSOVÁ

Základní údaje

Originální název

Species-specific responses of spectral reflectance and the photosynthetic characteristics in two selected Antarctic mosses to thallus desiccation

Název česky

Druhově specifické reakce spektrální odrazivosti a charakteristik fotosyntézy dvou vybraných druhů anatrktických mechů na vysychání stélky

Autoři

OREKHOVA, Alla (643 Rusko, garant, domácí), Miloš BARTÁK (203 Česká republika, domácí), Josef HÁJEK (203 Česká republika, domácí) a Jana MORKUSOVÁ (203 Česká republika, domácí)

Vydání

Acta Physiologiae Plantarum, Springer, 2022, 0137-5881

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10611 Plant sciences, botany

Stát vydavatele

Německo

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 2.600

Kód RIV

RIV/00216224:14310/22:00125141

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

DOI

UT WoS

000723990000001

Klíčová slova česky

Antarktida; vysychání; Rehydratace; fluorescence chlorofylu; světelné křivky; Brachythecium austro-glareosum; Bryum pseudotriquetrum

Klíčová slova anglicky

Antarctica; Dehydration; Rehydration; Chlorophyll fluorescence; Light response curves; Brachythecium austro-glareosum; Bryum pseudotriquetrum

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 4. 4. 2022 15:23, Mgr. Marie Šípková, DiS.

Anotace

ORIG CZ

V originále

Mosses are considered highly resistant against desiccation because they maintain photosynthetic activity even when severely dehydrated. In our study, we investigated changes in the photochemical processes of photosynthesis, as well as the spectral reflectance parameters during controlled rehydration and desiccation in two Antarctic species, i.e. Brachythecium austro-glareosum and Bryum pseudotriquetrum. Changes in primary photochemical processes were evaluated by chlorophyll fluorescence, i.e. slow Kautsky kinetics supplemented with saturation light pulses. In desiccating thalli, an effective quantum yield of photosynthetic processes in PS II (phi(PSII)) remained unchanged within low to moderate desiccation, i.e. with a relative water content (RWC) decrease from fully wet (100%) to semidry (30%). Below 20% RWC, phi(PSII) showed a species-specific decline, as well as steady-state fluorescence (F-S). A half-decrease in phi(PSII) was reached at an RWC of 12.6% (B. austro-glareosum) and 9.8% (B. pseudotriquetrum). Rapid light-response curves showed a strong limitation of photosynthetic electron transport (ETR) at an RWC below 20% in both species. The phi(PSII) and ETR data suggested that both species were desiccation-tolerant and well adapted to harsh Antarctic environments. However, B. pseudotriquetrum was more resistant in a state of severe dehydration (RWC below 20%) than B. austro-glareosum. Spectral reflectance indices responded to desiccation either (a) similarly in the two species (normalised difference vegetation index [NDVI]), (b) with similar trends but different values (modified chlorophyll absorption in reflectance index [MCARI] and greenness index [GI]) and (c) species-specifically (photochemical reflectance index [PRI]).

Česky

Mechy jsou považovány za vysoce odolné proti vysychání, protože si zachovávají fotosyntetickou aktivitu i při silné dehydrataci. V naší studii jsme zkoumali změny ve fotochemických procesech fotosyntézy a také parametry spektrální odrazivosti během řízené rehydratace a desikace u dvou antarktických druhů, tj. Brachythecium austro-glareosum a Bryum pseudotriquetrum. Změny primárních fotochemických procesů byly hodnoceny fluorescencí chlorofylu, tedy pomalou Kautského kinetikou doplněnou o saturační světelné pulzy. Při vysoušení thalli zůstal efektivní kvantový výtěžek fotosyntetických procesů v PS II (phi(PSII)) nezměněn při nízké až střední desikaci, tj. s relativním poklesem obsahu vody (RWC) z plně vlhkého (100 %) na polosuché (30 % ). Pod 20 % RWC, phi (PSII) vykazoval druhově specifický pokles, stejně jako fluorescenci v ustáleném stavu (F-S). Polovičního snížení phi (PSII) bylo dosaženo při RWC 12,6 % (B. austro-glareosum) a 9,8 % (B. pseudotriquetrum). Křivky rychlé odezvy na světlo ukázaly silné omezení transportu fotosyntetických elektronů (ETR) při RWC pod 20 % u obou druhů. Údaje phi (PSII) a ETR naznačovaly, že oba druhy byly odolné vůči vysychání a dobře se přizpůsobily drsnému antarktickému prostředí. B. pseudotriquetrum byl však odolnější ve stavu těžké dehydratace (RWC pod 20 %) než B. austro-glareosum. Indexy spektrální odrazivosti reagovaly na vysychání buď (a) podobně u obou druhů (normalizovaný rozdílový vegetační index [NDVI]), (b) s podobnými trendy, ale odlišnými hodnotami (modifikovaný absorpce chlorofylu v indexu odrazivosti [MCARI] a index zelenosti [GI] ) a (c) druhově specificky (index fotochemické odrazivosti [PRI]).

Návaznosti

CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_013/0001708, interní kód MU
(Kód CEP: EF16_013/0001708)
Název: ECOPOLARIS - Změny ve struktuře a funkci součástí terestrických polárních ekosystémů (Akronym: ECOPOLARIS)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, ECOPOLARIS - Změny ve struktuře a funkci součástí terestrických polárních ekosystémů, PO 1 Posilování kapacit pro kvalitní výzkum
EF16_013/0001708, projekt VaV
Název: ECOPOLARIS - Změny ve struktuře a funkci součástí terestrických polárních ekosystémů (CzechPolar2)
LM2010009, projekt VaV
Název: Projekt CzechPolar - České polární stanice: Stavba a operační náklady
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Czech Polar - České polární stanice: Stavba a operační náklady
LM2015078, projekt VaV
Název: Česká polární výzkumná infrastruktura (Akronym: CzechPolar2)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Czech Polar Research Infrastructure