2025
Antarctic lichens exhibit diverse photobiont distributions and a complex regulation of non-photochemical quenching
MISHRA, Anamika; Petr VÍTEK; Miloš BARTÁK a Kumud Bandhu MISHRAZákladní údaje
Originální název
Antarctic lichens exhibit diverse photobiont distributions and a complex regulation of non-photochemical quenching
Název česky
Antarktické lišejníky vykazují různorodou distribuci fotobiontů a komplexní regulaci nefotochemického zhášení
Autoři
MISHRA, Anamika (203 Česká republika, garant); Petr VÍTEK (203 Česká republika); Miloš BARTÁK (203 Česká republika, domácí) a Kumud Bandhu MISHRA (356 Indie, domácí)
Vydání
Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, Elsevier B.V. 2025, 1386-1425
Další údaje
Jazyk
angličtina
Typ výsledku
Článek v odborném periodiku
Obor
10600 1.6 Biological sciences
Stát vydavatele
Velká Británie a Severní Irsko
Utajení
není předmětem státního či obchodního tajemství
Odkazy
Impakt faktor
Impact factor: 4.300 v roce 2023
Organizační jednotka
Přírodovědecká fakulta
UT WoS
001425657200001
EID Scopus
2-s2.0-85217087410
Klíčová slova anglicky
Carotenoids; Chlorophyll a fluorescence transient; High resolution microscopy; Optical signal; Raman spectra; Scytonemin
Štítky
Příznaky
Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 15. 7. 2025 13:07, Mgr. Marie Novosadová Šípková, DiS.
V originále
The structure, function, and molecular mechanisms of lichen survival in harsh habitats like Antarctica and Alpine localities, where environmental extremes change frequently, are highly interesting yet largely underexplored. We used high resolution microscopy, Raman spectroscopy, and chlorophyll a fluorescence to investigate the basic structure and function, i.e., intrathalline distribution and allocation of photobionts, as well as the heat dissipation process in three Antarctic lichens: Dermatocarpon polyphyllizum (DP), Umbilicaria antarctica (UA), and Leptogium puberulum (LP). Microscopic images of their transverse slices revealed visual insights into the heterogeneous distribution of photobionts within their structurally distinct thalli. Raman spectra showed shifts in the carotenoid Raman nu 1(C--C) band between lichens with algal (DP and UA) and cyanobacterial (LP) photobionts, and interestingly, they revealed biosynthesis of scytonemin, a UV-screening pigment, in cyanolichen LP. We found that increasing actinic irradiance has a nearly equal effect on the shape of chlorophyll fluorescence transients also during dark relaxation in lichens with algal photobionts, but it differed greatly for cyanolichen LP. The dark relaxation kinetics of non-photochemical quenching (NPQ) in experimental lichens differed significantly between lichens with algal photobionts DP and UA; however, this parameter could not be calculated in cyanolichen LP. The components of NPQ revealed that rapidly relaxing energy dependent quenching, Phi qE, is active and protects the thallus of DP predominantly; however, in UA state transition quenching, Phi qT, predominates. The diversity in NPQ across the three examined lichens revealed intriguing aspects of heat dissipation in their photobionts as a mechanism for survival under Antarctica conditions.
Česky
Struktura, funkce a molekulární mechanismy přežívání lišejníků v drsných biotopech, jako je Antarktida a alpské lokality, kde se často mění extrémní podmínky prostředí, jsou velmi zajímavé, ale do značné míry neprobádané. Pomocí mikroskopie s vysokým rozlišením, Ramanovy spektroskopie a fluorescence chlorofylu a jsme zkoumali základní strukturu a funkci, tj. vnitrokořenové rozmístění a alokaci fotobiontů, a také proces odvádění tepla u tří antarktických lišejníků: Dermatocarpon polyphyllizum (DP), Umbilicaria antarctica (UA) a Leptogium puberulum (LP). Mikroskopické snímky jejich příčných řezů odhalily vizuální vhled do heterogenní distribuce fotobiontů v jejich strukturně odlišných talech. Ramanova spektra ukázala posuny v Ramanově pásmu karotenoidu nu 1(C--C) mezi lišejníky s řasovými (DP a UA) a sinicovými (LP) fotobionty a zajímavé je, že odhalila biosyntézu scytoneminu, pigmentu chránícího před UV zářením, u sinicového LP. Zjistili jsme, že zvyšující se aktinické ozáření má téměř stejný vliv na tvar přechodů fluorescence chlorofylu i během relaxace ve tmě u lišejníků s fotobionty z řas, ale výrazně se liší u cyanolichen LP. Kinetika temné relaxace nefotochemického zhášení (NPQ) se u experimentálních lišejníků významně lišila mezi lišejníky s fotobionty řas DP a UA.
Návaznosti
| VAN 2023, interní kód MU |
| ||
| 90250, velká výzkumná infrastruktura |
|