Fyziologické a růstové odpovědi borovicovitých jehličnanů na troposférický ozon v kombinaci s dalšími faktory klimatické změny

• Název práce v češtině: Fyziologické a růstové odpovědi borovicovitých jehličnanů na troposférický ozon v kombinaci s dalšími faktory klimatické změny
• Název v anglickém jazyce: Physiological and growth responses of Pinaceae conifers to tropospheric ozone acting in combination with other factors of climate change
• Klíčová slova: ozon, jehličnany, ROS, změna klimatu, fotosyntéza, růst, fytohormony
• Klíčová slova anglicky: ozone, conifers, ROS, climate change, photosynthesis, growth, phytohormones
• Akademický rok vypsání: 2019/2020
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra experimentální biologie rostlin (31-130)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Jana Albrechtová, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem, čeká na schválení garantem
• Datum přihlášení: 15.11.2019
• Datum zadání: 08.01.2020
• Datum odevzdání elektronické podoby: 04.08.2022
• Datum proběhlé obhajoby: 07.09.2022
• Oponenti: RNDr. Hana Konrádová, Ph.D.
• Konzultanti: Mgr. Zuzana Lhotáková, Ph.D.

Seznam odborné literatury

Albrechtova, J., Janacek, J., Lhotakova, Z., Radochova, B., and Kubinova, L. (2007). Novel efficient methods for measuring mesophyll anatomical characteristics from fresh thick sections using stereology and confocal microscopy: application on acid rain-treated Norway spruce needles. Journal of Experimental Botany 58, 1451–1461.
Ghimire, R.P., Kivimäenpää, M., Kasurinen, A., Häikiö, E., Holopainen, T., and Holopainen, J.K. (2017). Herbivore-induced BVOC emissions of Scots pine under warming, elevated ozone and increased nitrogen availability in an open-field exposure. Agricultural and Forest Meteorology 242, 21–32.
Ghimire, R.P., Kasurinen, A., Haikio, E., Holopainen, J.K., Julkunen-Tiitto, R., Holopainen, T., and Kivimaenpaa, M. (2019). Combined effects of elevated ozone, temperature, and nitrogen on stem phenolic concentrations of Scots pine (Pinus sylvestris) seedlings. Can. J. For. Res. 49, 246–255.
Huttunen, S., and Manninen, S. (2013). A review of ozone responses in Scots pine (Pinus sylvestris). Environmental and Experimental Botany 90, 17–31.
Jurán, S., Edwards-Jonášová, M., Cudlín, P., Zapletal, M., Šigut, L., Grace, J., and Urban, O. (2018). Prediction of ozone effects on net ecosystem production of Norway spruce forest. IForest 11, 743–750.
Kefauver, S.C., Peñuelas, J., Ribas, A., Díaz-de-Quijano, M., and Ustin, S. (2014). Using Pinus uncinata to monitor tropospheric ozone in the Pyrenees. Ecological Indicators 36, 262–271.
Kivimaenpaa, M., Sutinen, S., Valolahti, H., Haikio, E., Riikonen, J., Kasurinen, A., Ghimire, R.P., Holopainen, J.K., and Holopainen, T. (2017). Warming and elevated ozone differently modify needle anatomy of Norway spruce (Picea abies) and Scots pine (Pinus sylvestris). Can. J. For. Res. 47, 488–499.
Moser-Reischl, A., Roetzer, T., Biber, P., Ulbricht, M., Uhl, E., Qu, L., Koike, T., and Pretzsch, H. (2019). Growth of Abies sachalinensis Along an Urban Gradient Affected by Environmental Pollution in Sapporo, Japan. Forests 10, 707.
Pliūra, A., Jankauskienė, J., Bajerkevičienė, G., Lygis, V., Suchockas, V., Labokas, J., and Verbylaitė, R. (2019). Response of juveniles of seven forest tree species and their populations to different combinations of simulated climate change-related stressors: spring-frost, heat, drought, increased UV radiation and ozone concentration under elevated CO2 level. J Plant Res 132, 789–811.
SIEFERMANN-HARMS, D., PAYER, H. D., SCHRAMEL, P., LÜTZ, C. (2005): �e effect of ozone on the yellowing process of magnesium-deficient clonal Norway spruce grown under defined conditions. Journal of Plant Physiology, 162, 2, 195–206.
Sugai, T., Kitao, M., Watanabe, T., and Koike, T. (2019). Can needle nitrogen content explain the interspecific difference in ozone sensitivities of photosynthesis between Japanese larch (Larix kaempferi) and Sakhalin fir (Abies sachalinensis)? Photosynt. 57, 540–547.
WALLIN, G., KARLSSON, P. E., SELLDEN, G., OTTOSSON, S., MEDIN, E. L., PLEIJEL, H., SKARBY, L. (2002): Impact of four years exposure to different levels of ozone, phosphorus and drought on chlorophyll, mineral nutrients, and stem volume of Norway spruce, Picea abies. Physiologia Plantarum, 114, 2, 192–206.
Zapletal, M., Juran, S., Krpes, V., Michna, K., Edwards-Jonasova, M., and Cudlin, P. (2018). Effect of Ozone Flux on Selected Structural and Antioxidant Characteristics of a Mountain Norway Spruce Forest. Baltic For. 24, 261–267.

Předběžná náplň práce

Práce představuje důsledky zvyšujících se troposférických koncentrací ozonu na různé jehličnany čeledě borovicovitých; od chemických interakcí v buňkách, přes viditelné chlorózy na jehlicích, až po diskuzi dopadů na celé ekosystémy. Podrobně probírá dynamiku vzniku troposférického O₃, specifické mechanismy jeho působení skrze ROS, stručně přibližuje jeho zapojení do složitých signalizačních kaskád společně s fytohormony, uvádí množství konkrétních studií o vlivech ozonu na růst a sinky borovicovitých jehličnanů a poté je srozumitelně shrnuje do obecnějších poznatků. Práce také rozebírá možné interakce mezi O₃ a dalšími faktory klimatické změny, jako jsou zvyšující se koncentrace CO₂ nebo sucho.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

This thesis presents the possible impacts of rising concentrations of tropospheric ozone on various Pinaceae conifers; from intracellular chemical interactions, to visible needle chlorosis, leading into a discussion of the consequences for whole ecosystems. The dynamics of the creation of tropospheric O₃ are discussed in detail, as are the mechanisms of its influence through reactive oxygen species (ROS); its participation in complicated phytohormonal signaling is briefly introduced; a great number of specialized studies of its effects on the growth and sinks of Pinaceae conifers is presented and subsequently summarized in more generalised statements. The thesis also mentions the possible interactions between O₃ and other factors of climate change, such as rising atmospheric concentrations of CO₂ or drought.