Abiotický stres

Jaké jsou fáze stresové reakce?

• poplachová fáze

• fáze rezistence

• fáze vyčerpání

Jaké jsou druhy dostupnosti kyslíku?

• normoxie - plně dostupný

• hypoxie - částečný nedostatek → limitace oxidativní fosforylace

• anoxie - úplný nedostatek kyslíku → inhibice oxidativní fosforylace

Co jsou ligandy?

Skupina nebo atomy rozmístěné kolem centrálního atomu (kovu) komplexu

Co jsou cheláty?

ligan vázán více jak jednou skupinou k centrálnímu kovu komplexu

Jaké poškození způsobují těžké kovy?

• změny v rhizosféře

• poruchy membrán

• změny v iontové rovnováze

Jaké poškození způsobuje zaplavení?

• deficit kyslíku

• hormonální nerovnováhu

• vyplavení živin

Jaká je stres tolerance vůči zaplavení?

• oddálit akumulaci toxických látek

• snést toxické látky

Jaká je stres tolerance vůči těžkým kovům?

• vyhnout se toxicitě

• snést toxicitu

Jak vypadá toxicita hliníkem?

• poškození kořenové čepičky, inhibice primární kořenů

• poruchy plazmalemy

• poruchy homeostázy vápníku

Co jsou fytochelatiny?

rostlinné peptidy, bohaté na aminokyselinu cystein, které fungují jako klíčový mechanismus rostlin pro detoxikaci a odstraňování přebytečných těžkých kovů (jako je kadmium, olovo, zinek), na které se vážou pomocí svých sírových skupin (SH), čímž je neutralizují a ukládají, a chrání tak rostlinné buňky před toxickým poškozením. 

Znáš nějaký obligátní halofyt?

solnička rozprostřená

Znáš nějakého fakultativního halofyta?

jitrocel přímořský

Znáš nějakou halofobní rostlinu?

fazol obecný

Jaká je tolerance k zasolení?

• zmírnit vliv solí

• snášet vliv iontů

Který ekosystém (např.) není odolný k suchu?

primární horský mlžný les v Kolumbii

Co způsobuje mírný vodní deficit rostlinám?

brzdí prodlužovací růst buněk

Jak může vypadat vodní stres u rostlin?

Ztráta turgoru → snížení růstu, vadnutí listů, omezení fyziologických procesů.

Čím může být vyvolán vodní stres u rostlin?

suchem, vysokou teplotou, vysokým VPD (tlak vodní páry ze vzduchu), solnými stresy

Jaký význam má voda v rostlinách?

• transport org. a anor. látek

• udržuje turgor

• metabolické funkce (např. fotosyntéza)

• termoregulace

• rozpouštědlo

Jaká je první fyziologická odpověď na sucho?

1. pokles turgoru

2. vadnutí listů

3. zavírání průduchů

Jaké jsou anatomické a morfologické odpovědi rostlin na sucho?

• redukce listů, menší listová plocha → méně transpirace

• silnější nebo voskovitější kutikula → snížení ztráty vody

• hlubší nebo komplexnější kořenový systém → lepší přístup k vodě

Jaké jsou fyziologické adaptační mechanismy na sucho?

• zavření průduchů

• osmotická regulace

• signály a hormony - ABA, Ca2+, IP3, NO

Co je vodní potenciál?

ukazatel dostupnosti vody v pletivech; čím nižší, tím větší stres

Co je osmotická regulace?

zvyšování koncentrace solutů v buňkách k udržení vody

Co je water use efficiency?

efektivita využití vody pro tvorbu biomasy

Jaké jsou biochemické reakce R na sucho?

• snížení fotosyntézy a enzymatické aktivity

• oxidační stres: zvýšení ROS

• snížení chlorofylu

Co je LEA?

late embryogenesis abundant

Jaký je význam LEA?

ochrana proteinu a buněčných struktur před dehydratací

Co jsou dehydriny a k čemu jsou?

• Dehydriny jsou stresové proteiny související s tolerancí k mrazu a suchu.

Do čeho patří dehydriny?

do LEA

V čem figurují dehydriny?

v buňce pravděpodobně hrají úlohu jako osmotika, v některých studiích byl popsán jejich pozitivní vliv při stabilizaci membrán

Jaké jsou hlavní typy stresu způsobeného slunečním zářením?

• fotoinhibice

• oxidační stres

• UV stres

Co je to fotoinhibice?

• poškození fotosystému II při nadbytku světla

• pokles fotosyntetické účinnosti

• zejména při chladu, suchu nebo nedostatku CO₂

Co je to oxidační stres?

• nadbytečné světlo → tvorba reaktivních forem kyslíku (ROS)

• poškození proteinů, lipidů a DNA

Co je to UV stres?

• poškození DNA a fotosyntetických aparátů

• narušení růstu

Které 2 karotenoidy jsou součástí xantofylového cyklu?

violaxanthin a zeaxanthin

K čemu je xantofylový cyklus?

k ochraně rostlin před stresem z nadměrného slunečního záření

Jaká je přeměna karotenoidů, když je nadměrné světlo?

zeaxantin → violaxantin

Jaká je přeměna karotenoidů, když je nízké světlo?

violaxantin → zeaxantin

Jak funguje přízemní ozon u rostlin?

je pro rostliny škodlivý, působí toxicky, poškozuje fotosyntézu a snižuje růst a úrodu

Jak se projevuje přízemní ozon u R, symptomaticky?

projevuje se žloutnutím listů a skvrnami

Které rostliny jsou citlivé na přízemní ozon?

pšenice, modřín, buk

Jak se jmenují rostliny, které snášejí vyschnutí?

poikilohydrické

Teplota - jak se může R vyhnout mrazu?

• ochranou před mrazem

• podchlazením

• snížením bodu zamrzání

Teplota - jak si může R vytvořit toleranci k mrazu?

• odolností protoplazmy k dehydrataci mrazem

Teplota - jak si může R vytvořit toleranci k horku?

• odolnost protoplazmy k denaturaci

Teplota - jak se může R vyhnout horku?

• stíněním a odrazem záření

• tepelnou izolací

• ochlazováním při transpirace

Jak vypadá poškození mrazem?

• mechanické narušení buněk a jejich dehydratace vlivem tvorby krystalků ledu v apoplastu a symplastu

• led způsobuje neobnovitelná poškození vnitřních buněčných struktur

Co je bod trvalého vadnutí?

množství vody v půdě, při němž rostlina vadne a turgor již po zpřístupnění vody neobnoví

Jaké jsou změny spojené s mrznutím?

• snížení teploty

• vytváření krystalků ledu

• dehydratace buněk

Jaký je vodní režim rostlin v zimě?

• Vedení vody stonkem/kmenem (při >0°C) za podmínek zcela promrzlé půdy.

• Viskozita vody při 0°C je dvojnásobná než při 20°C

• Tvorba vzduchových bublinek (kavitace) ve vodivých pletivech při zmrznutí, pospojováním bublinek při následném tání → embólie

Co je to kavitace?

jev, při kterém vznikají bubliny vzduchu v kapalině

poškození xylému, může vést k úhynu rostliny

Co jsou AFP proteins a co dělají?

Proteiny se specifickou prostorovou strukturou - AFP. Zpomalení tvorby ledových krystalů, snížení bodu tuhnutí kapacita rezistence určená koncentrací AFP.

Co zvládají některé rostliny v reakci na mráz?

• hluboké, dlouhodobé podchlazení na teploty až -50 °C

Kde je v poho v R vytvářet led?

extracelulárně

Jaká je adaptace R na zimní sucho?

• opadavost listů dřevin - adaptace na nedostatek vody

Co se může v zimě stát, když je sucho a zároveň začne hodně svítit?

• náhlý kolaps - R otevírají v zimě stomata při oslunění → transpirace → zásobení vodou → přerušení vodního sloupce ve vodivých pletivech

Otevírají konifery v zimě stomata?

• ne, nebo jen nepatrně - zimní transpirace je jen kutikulární a peridermální → velmi pomalé ztráty vody

Jaké jsou mezní teploty psychrofilních rostlin?

15-25 °C

Jaké jsou mezní teploty mezofilních rostlin?

35-65 °C

Jaká je molekulární odpověď rostlin na horko?

HSP - heat shock proteins

Jak fungují HSP?

• Aktivace heat shock faktorů (HSF). - při teplotách nad 35 °C

• Syntéza heat shock proteinů (HSP):

  • fungují jako molekulární chaperony,

  • zabraňují agregaci proteinů,

  • pomáhají s refoldingem poškozených proteinů.

• Tato odpověď může vést k získané termotoleranci.

Jaký les bývá zranitelnější vůči ohni?

více hustý a zapojený

Co jsou stresové proteiny?

proteiny nově indukované nebo syntetizované ve větším množství v důsledku působení stresu

Příklady stresových proteinů?

LEA, dehydriny, HSP, COR, PR…

Co jsou stresové hormony?

ABA, etylén, kyselina jasmonová, RAB – proteiny, SA, NO

Co jsou stresové geny?

geny aktivované působením stresu, aktivace transkripčních faktorů (HSF, DREB, CBF … ) a vážou se na určité sekvence promotoru (HSE, DRE, ABRE …)