Vliv listového dusíku a nestrukturních sacharidů na obsah a aktivitu enzymu Rubisco v podmínkách normální a zvýšené koncentrace oxidu uhličitého

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá vlivem obsahu listového dusíku a nestrukturních sacharidů na aktivitu a obsah enzymu Rubisco v podmínkách normální (A = 385 µmolCO2 mol-1) a zvýšené (E = 700 µmolCO2 mol-1) koncentrace oxidu uhličitého u smrku ztepilého (Picea abies L.). Aktivita Rubisco byla stanovena spektrofotometricky, obsah Rubisco metodou SDS-PAGE, obsah nestrukturních sacharidů anthronovou metodou a celkový dusík byl stanoven metodou dle Kjeldahla. Aktivita Rubisco u smrku ztepilého nevykazovala aklimaci na zvýšenou koncentraci oxidu uhličitého, ale naopak byla zvýšenou koncentrací oxidu uhličitého v průběhu vegetační sezóny stimulována. U obsahu enzymu Rubisco byla prokázána aklimační deprese, u jehlic kultivovaných při zvýšené koncentraci oxidu uhličitého byl obsah významně nižší. U smrků kultivovaných při zvýšené koncentraci oxidu uhličitého byl statisticky významně nižší obsah celkového dusíku než u smrků rostoucích v normální atmosféře. Naopak, obsah nestrukturních sacharidů byl u jehlic kultivovaných při zvýšené koncentraci oxidu uhličitého významně vyšší než u varianty A. Sezónní průběh obsahu Rubisco závisel na obsahu nestrukturních sacharidů, se stoupajícím obsahem nestrukturních sacharidů klesal obsah Rubisco a naopak. Mezi sezónními změnami obsahu celkového dusíku a obsahem Rubisco nebyla prokázána žádná závislost.This diploma thesis examines influence of content of leaf nitrogen and non-structural carbohydrates on Rubisco activity and its content under impact of ambient (A = 385 µmolCO2 mol-1) and elevated (E = 700 µmolCO2 mol-1) concentrations of carbon dioxide in needles of Norway spruce (Picea abies L.). The Rubisco activity was determined spectrophotometrically, the Rubisco content by using SDS-PAGE, the content of non-structural carbohydrates by using the anthron method and total leaf nitrogen was determined by using the Kjeldahl method. The Rubisco activity in needles of Norway spruce did not show acclimation on elevated concentration of carbon dioxide, but the activity was elevated concentration of carbon dioxide stimulated during the growing season. The acclimation was proved by Rubisco content, its content was significantly lower in needles cultivated under elevated carbon dioxide. Content of total leaf nitrogen was statistically significantly lower in needles of Norway spruce cultivated under elevated carbon dioxide then in needles cultivated under ambient concentration of carbon dioxide. On the contrary, the content of non-structural carbohydrates was significantly higher in needles cultivated under elevated concentration of carbon dioxide then in variant A. Seasonal changes of Rubisco content depended on content of non-structural carbohydrates, the Rubisco content decreased with increasing content of non-structural carbohydrates. No dependence was detected between seasonal changes of the total leaf content and the Rubisco content.