Plant water regime - MB130P92

• Title: Vodní provoz rostlin
• Czech title: Vodní provoz rostlin
• Guaranteed by: Department of Experimental Plant Biology (31-130)
• Faculty: Faculty of Science
• Actual: from 2019
• Semester: summer
• E-Credits: 3
• Examination process: summer s.:oral
• Hours per week, examination: summer s.:2/0, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: 5
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Note: enabled for web enrollment
• Guarantor: Mgr. Zuzana Lhotáková, Ph.D.
• Teacher(s): Mgr. Zuzana Lhotáková, Ph.D.; Isabel Eunice Romero Perez; Ing. Jiří Zámečník, CSc.
• Class: Portable Photosynthesis System; Zařízení na měření vodního potenciálu - Schollande
• Incompatibility : MB130P18

Annotation

English

Last update: Mgr. Zuzana Lhotáková, Ph.D. (29.10.2019)

The course on plant water regime provides a comprehensive understanding of the water uptake, transport and water loss by plants. The physicochemical properties of water are revised in context of its transport and function within the plant body. Mechanisms of water absorption by roots are put into the context with root and vascular tissue structure. The gradients in water potential are established as the main driver of water transport in Soil-Plant-Atmosphere Continuum. Role of stomata regulation and transpiration water loss are discussed from the ecophysiological point of view and several hierarchical levels from plant tissue to ecosystem. The aspect of water scarcity and water stress is discussed in detail, including salinity, low temperature and freezing effects on plants. The integral part of the course is the excursion to the Crop Research Institute with demonstration of laboratory and field experiments and selected facilities of water regime research.

Czech

Last update: Mgr. Zuzana Lhotáková, Ph.D. (08.03.2019)

Kurz poskytuje základní přehled problematiky příjmu, vedení a výdeje vody rostlinou. Podrobně jsou vysvětleny fyzikální základy absorpce vody kořeny rostlin, transportu vody na buněčné úrovni, transportu vody v xylému a výdeje vodní páry listy. Hlavní pozornost je věnována ekofyziologickým aspektům vodního provozu rostlin. Nejsou opomenuty ani regulační mechanizmy jednotlivých procesů. Pozornost bude zaměřená na abiotické stresy působící vodní deficit (sucho, zasolení, extrémní teploty), fyziologické základy odolnosti k ultranízkým teplotám budou diskutovány v kontextu uchování biodiverzity rostlin. V rámci jedné přednášky bude uskutečněna exkurze do VÚRV v Ruzyni.

Literature

English

Last update: RNDr. Hana Konrádová, Ph.D. (29.10.2019)

1.      Nobel, P.S.: Physicochemical and Environmental Plant Physiology. - Academic Press, San Diego 2004.

2.      Larcher, W.: Physiological Plant Ecology. Ecophysiology and Stress Physiology of Functional Groups.4^th Edition. - Spriger, Berlin - Heidelberg - New York 2003.

3.      Holbrook and Zwieniecki (eds.): Vascular Transport in Plants, Elsevier 2005: http://www.sciencedirect.com/science/book/9780120884575

4.     Selected recent publications - links in lectures and in Moodle.

Czech

Last update: Mgr. Zuzana Lhotáková, Ph.D. (08.03.2019)

1.      Nobel, P.S.: Physicochemical and Environmental Plant Physiology. - Academic Press, San Diego 2004.

2.      Larcher, W.: Physiological Plant Ecology. Ecophysiology and Stress Physiology of Functional Groups.4^th Edition. - Spriger, Berlin - Heidelberg - New York 2003.

3.      Holbrook and Zwieniecki (eds.): Vascular Transport in Plants, Elsevier 2005: http://www.sciencedirect.com/science/book/9780120884575

4.      Vybrané aktuální časopisecké publikace – odkazy v přednáškách a v systému Moodle.

Requirements to the exam

Last update: Mgr. Zuzana Lhotáková, Ph.D. (22.02.2021)

Zkouška bude probíhat ústně – prezenčně, když to podmínky umožní; v opačném případě též ústně přes Google Meets.

V průběhu kurzu si každý student vybere článek k danému tématu – buď dle vlastního výběru, nebo z nabídnutých prací, které využívají vyučující jako zdroje pro přednášku. Závěrečné 2 přednášky budou prezentací studentů (5-10 min), které poslouží pro diskusi – článek budou mít k dispozici všichni posluchači předem, aby mohli zasvěceně diskutovat. Prezentace je povinnou součástí kurzu a je podmínkou k zápisu na ústní zkoušku.

Syllabus

Last update: Mgr. Zuzana Lhotáková, Ph.D. (22.02.2021)

Témata jednotlivých přednášek:                   

1.       Fyzikální vlastnosti vody důležité z hlediska vodního provozu rostlin (vodíkové můstky, chemický potenciál vody, koheze, adheze). Vodní potenciál: jeho komponenty, vodní potenciál jako hnací síla transportu vody. Uplatnění komponentů vodního potenciálu na úrovni buňky a celé rostliny. Transport vody a roztoků na buněčné úrovni, aquaporiny.- LHOTÁKOVÁ

 2.       Přechod rostlin na souš, nutné adaptace – vodivá pletiva, průduchy, kutikula. Regulace – např. dráha ABA. - LHOTÁKOVÁ

 3.       Kohezní teorie, SPAC (krátce o půdě a atmosféře), příjem vody kořeny, radiální transport vody apoplastem a symplastem, longitudinální transport, škálování na kořenový systém. – BOUDA

 4.       Transport vody xylémem, struktura a funkce xylému, kapacitance, vznik kavitací a reparace embolizovaných cév, kořenový vztlak, gutace. – BOUDA

 5.       Ekologický význam vody pro rostliny,– vybrané příklady směru transportu vody ve SPAC. Význam příjmu vody nadzemními částmi rostlin. - LHOTÁKOVÁ

 6.       Transpirace jako difúze vodní páry. Transport vodní páry hraniční vrstvou vzduchu, kutikulou, průduchy a intercelulárami, Význam stomatální a kutikulární transpirace. Mechanizmus otevírání a zavírání průduchů. Vliv vnějších a vnitřních faktorů na otevřenost průduchů. Regulace rychlosti transpirace a fotosyntézy otevřeností průduchů, efektivita využití vody.  Stomatální a nestomatální limitace fotosyntézy. Energetická bilance listu - LHOTÁKOVÁ

 7.       Abiotické stresy působící vodní deficit -  Abiotické stresy  - obecně - historie, terminologie, „filosofie“, signalizace, adaptace, aklimace, ontogeneze. - ZÁMEČNÍK

 8.       Abiotické stresy způsobující vodní deficit I.: Sucho, zasolení - ZÁMEČNÍK

 9.       Abiotické stresy způsobující vodní deficit II.: teplotní extrémy (nízké a vysoké teploty) - ZÁMEČNÍK

 10.   Abiotické stresy způsobující vodní deficit III.: ultra nízká teplota, fyziologické základy uchování biodiversity rostlin metodami kryoprezervace – ZÁMEČNÍK

 11.   Seminář – prezentace studentů vybraných článků + diskuse (Lhotáková, Bouda, Zámečník)

 12.   Seminář – prezentace studentů vybraných článků + diskuse (Lhotáková, Bouda, Zámečník)