Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Mirjana Topic

No description
by

Tijana Pribicevic

on 28 September 2015

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Mirjana Topic

Pregled literature
Materijal i metode rada
Rezultati istraživanja i diskusija
Vodni deficit - uzroci i posledice
Adaptacija biljaka na sušu
Načini prilagođavanja: izbegavanje suše ili razvijanje mehanizama koji povećavaju otpornost prema vodnom deficitu (Levitt, 1980; Price et al., 2002).

Otpornost biljaka na sušu: strategije odlaganja i tolerantnosti na dehidrataciju (sušu) (Levitt, 1972; Turner, 1986; Chaves et al., 2003).

Pojedini autori pomenutim strategijama otpornosti dodaju i sposobnost oporavka biljke nakon delovanja suše (Luo i Zhang, 2001; Luo, 2010.

Sposobnost oporavka je složena i u najvećoj meri zavisi od intetnziteta suše i genotipa biljke (Fan et al., 2013).

Strategije otpornosti međusobno ne isključuju jedna drugu i, u prirodi, biljke mogu da kombinuju više tipova odgovora (Ludlow, 1989).

Prilagođenost hrastova na uslove suše

Varira među vrstama jer su rasprostranjeni u širokom geografskom opsegu (Epron et al., 1993; Dickson i Tomlinson, 1996).

Hrastovi se, generalno, smatraju vrstama otpornim na sušu (Abrams, 1990).

Hrastovi u različitoj meri koriste mehanizme odlaganja dehidratacije i/ili razvijaju toleranciju na nju (Pallardy i Rhoads, 1993; Dickson i Tomlinson, 1996; Thomas et al., 2002).
Biljni materijal
Eksperimentalni uslovi
Biljke su gajene u polu-kontrolisanim uslovima (staklari), u Mičerlihovim sudovima zapemine 5 l, metodom zemljišnih kultura.
Dan pre početka primene tretmana, sve biljke u Mičerlihovim sudovima bile su navodnjene do maksimuma i izmerena je masa svake posude pri maksimalnoj vlažnosti supstrata.
Kandidat: Mentor:
MSc. Mirjana Topić prof. dr Nataša Nikolić

FIZIOLOŠKI ASPEKTI OTPORNOSTI HRASTA LUŽNJAKA (
Quercus robur
L.), CERA (
Quercus cerris
L.) I CRNE TOPOLE (
Populus nigra
L.) U USLOVIMA VODNOG DEFICITA

-DOKTORSKA DISERTACIJA-





Novi Sad, 2015.

Univerzitet u Novom Sadu
Prirodno-matematički fakultet
Departman za biologiju i ekologiju

Suša - posledica klimatskih promena.

Porast učestalosti sušnih perioda na području čitave jugoistočne Evrope.

Suša- abitoički činilac koji u najvećoj meri ugrožava prinose i ograničava rasprostiranje biljnih vrsta širom sveta (Shao et al., 2008a; Yang et al., 2010).

Korišćenje šuma u borbi protiv klimatksih promena.

Simulacija uslova suše, kao i suše praćene padavinama u eksperimentima opisanim u ovom radu.

Uvod

Definisanje pojma suše (Lawlor i Cornic, 2002; Taiz i Zeiger, 2002; Zhu, 2002; Chaves et al., 2002, 2003; Jaleel et al., 2006; Hu et al., 2006; Akıncı i Lösel, 2012).

Reakcije biljaka na sušu − od čega zavise i kako mogu da se ispolje (Bray, 1997; Pugnaire et al., 1999; Chaves et al., 2002, 2003; Jaleel et al., 2007; Jayakumar et al., 2007)?

Adaptacije biljaka na sušu na nivou: strukturnih promena biljaka (Li, 2000; Li et al., 2000; Yin et al., 2005, 2005a), zatvaranja stoma (Cornic, 2000; Yin et al., 2004, 2006), osmotskog prilagođavanja (Li, 1998; Sánchez et al., 2004) i antioksidantne zaštite (Guerrier et al., 2000).


Suša kao inhibitorni činilac rastenja biljaka (Bhatt i Srinivasa Rao, 2005; Flexas et al., 2006; Karthikeyan et al., 2007; Ren et al., 2007a; Shao et al., 2008; Anjum et al., 2011; Din et al., 2011)

Uticaj suše na promenu veličine i broja stoma (Bosabalidis i Kofidis, 2002; Bańon et al.,2004; Stenglein et al., 2004; Zhang et al., 2006).

Uticaj suše na intenzitet fotosinteze u pogledu činioca koji je najviše ograničavaju u uslovima vodnog deficita (Massacci i Loreto, 2001; Galmés et al., 2007; Chaves et al., 2009; Flexas et al., 2009; Lawlor i Tezara, 2009; Pinheiro i Chaves, 2011).

Negativan uticaj vodnog deficita na koncentraciju fotosintetičkih pigmenata (Majumdar et al., 1991; Lei et al., 2006; Guerfel et al., 2009 ; Anjum et al., 2011; Lisar et al., 2012).

Uloga prolina u uslovima suše (Kishor et al., 1995; Samuel et al., 2000; Nayyar i Walia, 2003; Ain-Lhout et al., 2001; Kumar et al., 2003;





Uticaj vodnog deficita na rastenje, morfološke i fiziološke osobine biljaka

Topole: brzo-rastuće vrste drveća umerenih geografskih širina.

Iako se topole ubrajaju u grupu najosetljivijih drvenastih vrsta na sušu, njihova tolerancija na vodni deficit veoma varira među vrstama, populacijama i klonovima (Chen et al., 1997; Marron et al., 2002, 2003; Monclus et al., 2006; Zhang et al., 2004).

Genotipovi topole koji kombinuju zadovoljavajuću produktivnost sa visokim WUE pogodni su za rastenje u umereno sušnim područjima (Braatne et al.,1992).

Prilagođenost topola na uslove suše
Ispitivanje fizioloških aspekata otpornosti klonova crne topole (
Populus nigra
L.) i populacija hrasta lužnjaka (
Quercus robur
L.) i cera (
Quercus cerris
L.) u uslovima suše, kao i ispitivanje sposobnosti njihovog oporavka nakon ponovnog uspostavljanja optimalnog vodnog režima.


Reakcije pomenutih vrsta na navedene uslove praćene su kvantifikovanjem morfo-anatomskih, fizioloških i biohemijskih parametara.


Klonove topole činile su ožiljenice u prvoj godini, a populacije hrastova jednogodišnji sejanci.


Rezultati dobijeni u ovom radu imaju za cilj da ukažu na potencijal genotipova crne topole i hrastova lužnjaka i cera za opstanak u promenljivim uslovima životne sredine, u skladu sa aktuelnim klimatskim promenama.


Eksperimentalni podaci bi trebalo da daju smernice za identifikaciju genotipova tolerantnijih na sušu, i onih koji imaju visok potencijal za oporavak nakon uspostavljanja optimalnog snabdevanja biljaka vodom.

Cilj istraživanja
klon VII/25 klon IX/30 klon X/32 klon XI/36 klon I/2
U prvoj godini istraživanja, u eksperimentu je korišćeno pet klonova crne topole: VII/25, IX/30, X/32, XI/36 i I/2.

U drugoj godini istraživanja, u ogledu su korišćene četiri populacije hrasta:

prvi eksperiment drugi eksperiment

Nakon određivanja Mvz, Mičerlihovi sudovi su
napunjeni zemljom. Biljke su gajene 90 dana.

merenje mase Mičerlihovih sudova

Tretmani: kontrola (K), suša praćena oporavkom (S1) i konstantna suša (S2).
Vlažnost zemljišta (izražena u %vol) održavana je u određenom rasponu (tzv.gornja i donja granica) za svaki tretman.
Kada je merenjem mase Mičerlihovih sudova utvrđeno da je vlaga u zemljištu pala na donju granicu tretmana, dolivena je ona količina vode koja je potrebna da bi se dostigla gornja granica vlažnosti zemljišta predviđena za taj tretman.
Reznice topole su bile raspoređene u 30 Mičerlihovih sudova.

U svakom sudu se nalazilo po 5 reznica.
Prvi eksperiment (2011. god)

Drugi eksperiment (2012. god)

4 populacije hrasta, raspoređene u 3 tretmana (K, S1, S2).
Morfo-anatomska istraživanja
Fiziološka istraživanja
Parametri razmene
gasova - dinamika merenja po ogledima
Biohemijska istraživanja
Statistička obrada podataka

Dobijeni podaci obrađeni su pomoću programa Microsoft Excel i Statistika za Windows verzija 10.10.

Statistička obrada podataka vršena je metodom analize varijanse (ANOVA) faktorijalnog ogleda.

Poređenje srednjih vrednosti ispitivanih parametara (genotip, tretman) vršeno je putem Dankanovog testa (Duncan’s multiple range test) za nivo značajnosti p<0.05, ili t-testa.

Morfo-anatomski
parametri

Fiziološki
parametri

Biohemijski parametri

Lei et al.,2006;
Guo et al., 2010.
Yin et al., 2005;
Ren et al., 2007a;
Lei et al., 2007.
Fort et al., 1997;
Fotelli et al., 2000.

Guehl et al., 1994;
Van Hess, 1997.
Guehl et al., 1994;
Fotelli et al., 2000.

Morfometrijski parametri - topole
Morfometrijski parametri - topole
Morfometrijski parametri - hrastovi
Morfometrijski parametri - hrastovi
Morfometrijski parametri - hrastovi
Morfometrijski parametri - hrastovi
Karakteristike stoma - hrastovi
Karakteristike stoma - hrastovi
merenje nakon oporavka
tretman S1
Parametri razmene gasova
Oporavak procesa fotosinteze nakon rehidratacije.
Hinckley et al., 1978; Abrams et al., 1990;
Epron i Dreyer,1990,1993a;
Epron et al., 1993.
Intenzitet fotosinteze - topole
Zhang et al., 2005; Liang et al., 2006; Yin et al., 2009.
Intenzitet fotosinteze - hrastovi
Intenzitet transpiracije - topole
merenje prilikom oporavka
merenje nakon oporavka
tretman S1
Intenzitet transpiracije - hrastovi
Brèda et al., 1993.

tretman S1
Trenutna efikasnost korišćenja
vode - topole
Trenutna efikasnost korišćenja vode - hrastovi
merenje prilikom oporavka
Parametri gs, ci i WUEi - topole
Farquhar i Sharkey, 1982; Medrano et al., 2002; Da Matta, 2007; Changhai et al., 2010.
Teskey et al., 1986;
Ni i Pallardy, 1992.
Parametri gs, ci i WUEi - topole
Parametri gs, ci i WUEi - topole
Pozitivna korelacija između parametara A i gs. Ort et al., 1994; Cornic i Massacci, 1996.
Parametri gs, ci i WUEi - hrastovi
Parametri gs, ci i WUEi - hrastovi
Provodljivost mezofila - topole
merenje prilikom oporavka
merenje nakon oporavka
Provodljivost mezofila - hrastovi
Pozitivna korelacija između parametara A i gm.
Fluerescencija hlorofila - topole i hrastovi
Koncentracija fotosintetičkih pigmenata - topole
Koncentracija fotosintetičkih pigmenata - hrastovi
Sadržaj prolina - topole i hrastovi
Sadržaj rastvorljivih proteina - topole
Aktivnost nitrat-reduktaze (ANR) - topole i hrastovi
Saržaj malondialdehida (MDA) - topole
Aktivnost gvajakol peroksidaze (GPX) - topole
HVALA NA PAŽNJI.
populacije hrasta cera (
Quercus

cerris
L.):
1. populacija sa lokaliteta Fruška gora, Ležimir, Ravne 1 (C1)
2. populacija sa lokaliteta Fruška gora, Ležimir, Ravne 2 (C2)
populacije hrasta lužnjaka (
Quercus robur
L.):
1. populacija sa lokaliteta Morović (L1)
2. populacija sa lokaliteta Fruška gora, Ležimir (L2)
Pre presađivanja biljnog materijala u Mičerlihove sudove, određena je momentalna vlažnost zemljišta (Mvz) direktnim gravimetrijskim metodom (Hadžić et al., 2004; Dobriyal et al., 2012; Romano, 2014).
U svakom tretmanu bilo je po 2 suda za svaki klon, ukupno 10 sudova po tretmanu.
Primena tretmana trajala je 3 nedelje.
Momentalna vlažnost zemljišta (Mvz) po tretmanima
U svakom tretmanu je bilo po 8 Mičerlihovih sudova iz svake populacije.
U svakom sudu su gajene po 3 biljke.
Primena tretmana trajala je 2 nedelje.
Momentalna vlažnost zemljišta (Mvz) po tretmanima
tretman S1
Putnik-Delić et al., 2013).
L1 L2
C1 C2
Fahn i Cutler, 1992; Dickison, 2000; Dunlap i Stettler, 2001.
Aasamaa et al., 2001
Clifford et al., 1995; Inamullah i Isoda, 2005; Mehri et al., 2009.
Meng et al., 1999;
Xu i Zhou, 2005; Klamkowski i Treder, 2006.
Chen at el., 1997.
Zhang et al., 2004; Yang et al., 2010
Yang i Miao, 2010.

Tschaplinski et al., 1998; Lambs et al., 2006; Monclus et al., 2006; Reiger et al., 2009.
merenje prilikom oporavka
Chaves et al., 2009; Flexas et al., 2009; Vassileva et al., 2011; Fan et al., 2013.
Farquhar et al., 1989a; Beneńová et al., 2012.
Stimulativni efekat oporavka na intenzitet transpiracije.
Gu et al., 1996;
Miyashita et al., 2005;
Fan et al., 2013.
merenje prilikom oporavka
merenje nakon oporavka
Liang et al., 2006.
Thomas, 1986; Jie et., 2001; Chaves et al., 2003.
Bota et al., 2001; Taiz i Zeiger, 2002.
Farquhar i Sharkey 1982; Jones, 1992; Brestic et al., 1995;
Medrano et al., 2002;
Yin et al., 2005a.
Picon et al., 1996; Pagter et al., 2005; Klamkowski i Treder, 2006;Yin et al., 2006
merenje nakon oporavka
Changhai et al.,
2010.
tretman S1
Suša može dovesti do pogrešne procene vrednosti parametra ci zbog nejednakog zatvaranja stoma (Downton et al., 1988; Terashima et al., 1988)
↓gs ↑ci -
nestomatalnia
ograničenja
Stomatalna ograničenja:
- ↑WUEi
- pozitivna korelacija A i gs
Lawlor i Cornic, 2002;
Medrano et al., 2002;
Flexas et al., 2006;
Lawlor i Tezara, 2009.
Pozitivna korelacija između parametara A i gm;
Siddique et al., 1999.
Begg i Turner,
1976.
Flexas et al., 2002; Galmés et al., 2007a.
Siddique et al., 1999; Galmés et al., 2007.
Maxwell i Johnson, 2000; Colom i Vazzana, 2003;
Liu et al., 2010;
Moustakas et al., 2011.
Dreyer et al., 1991; Dreyer, 1994;
Gardiner i Hodges, 1996;
Yang et al., 2010.
Yang, 2006;
Xiao et al.,2008;
Yin et al., 2009; Rahdari i Hoseini, 2012.
Efeoğlu et al., 2009;
Yin et al., 2009;
Köşkeroğlu i Tuna, 2010.
Epron i Dreyer, 1993.
Majumdar et al., 1991; Mihailović et al., 1997; Ashraf, 2003;
Farooq et al., 2009
Teramura, 1983; Yamamoto i Bassi, 1996; Xiao et al., 2008.
Alexieva et al., 2001; Yang et al., 2005;
Lei et al., 2006.
Uticaj oporavka
na sadržaj prolina
(Reddy et al., 2004).
Ashraf i Foolad, 2007; Xiao et al., 2009;
Yang i Miao, 2010;
Yang et al., 2010;
Anjum et al., 2011.
Chen i Plant, 1999; Pandey et al., 2010; Yang i Miao, 2010; Yang et al., 2010.
Sgherri i Navari-Izzo, 1995; Schwanz et al., 1996;
Yao et al., 2012.
Sanchez-Diaz i Aguirreolea, 1993; Correia et al., 2005; Fresneau et al., 2007; Matraszek, 2008.
Arndt et al., 2001.
Moran et al., 1994; Yang et al., 2009; Liu et al., 2010.
Reddy et al., 1998; Pandey et al., 2010; Yang i Miao, 2010
Moussa i Abdel-Aziz, 2008; Yin et al., 2009;
Yang et al., 2009, 2010;
Liu et al., 2010;
Yang i Miao, 2010.
Genotipovi kod kojih u uslovima jakog vodnog deficita nije došlo do značajne promene većine ispitivanih morfo-anatomskih, fizioloških i biohemijskih parametara mogu biti od velike važnosti kad je u pitanju njihov odabir i upotreba za uspešno pošumljavanje sušnih staništa, kojih će biti sve više usled negativnog uticaja brojnih ekoloških činilaca nastalih kao posledica promena klime.

Najveću otpornost na vodni deficit, po parametrima, pokazali su sledeći genotipovi:

Zaključak
Morfo-anatomski parametri: X/32, L1, C1;

Parametri razmene gasova: XI/36, L1, C1;

Fluorescencija hlorofila: svi klonovi osim VII/25, sve populacije osim C2;

Sadržaj fotosintetičkih pigmenata: svi klonovi, sve populacije osim C1;

Sadržaj prolina: VII/25 i I/2, L2, C2;

Sadržaj rastvorljivih proteina: VII/25;

ANR: L1; L2

MDA: IX/30, X/32/, XI/36;

GPX: XI/36.
Full transcript