Μελέτη της περιεκτικότητας σε καροτενοειδή και της φωτοσυνθετικής απόδοσης στο καλλιεργούμενο είδος Eruca sativa : η επίδραση διαφορετικών εντάσεων φωτός και υδατικής καταπόνησης κατά την ανάπτυξή του

datacite.contributor.RelatedPersonΓραμματικόπουλος, Γεώργιος
datacite.contributor.RelatedPersonΛιακόπουλος, Γεώργιος
datacite.contributor.SupervisorΠετροπούλου, Γιόλα
dc.contributor.authorΚώτση, Κασσιανή
dc.contributor.otherKotsi, Kassiani
dc.date.accessioned2024-04-01T08:23:22Z
dc.date.available2024-04-01T08:23:22Z
dc.date.issued2024-02-27
dc.degreemasterThesis
dc.description.abstractΟ φωτοσυνθετικός ρόλος των καροτενοειδών (β-καροτένιο, νεοξανθίνη, λουτεΐνη, βιολαξανθίνη, ανθεραξανθίνη και ζεαξανθίνη) αφορά στην απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας και την φωτοπροστασία σε συνθήκες φωτοαναστολής. Η φωτοπροστατευτική τους δράση στα φύλλα σχετίζεται με τη μη-φωτοχημική απόσβεση (NPQ) της ενέργειας διεγέρσεως και την εξουδετέρωση δραστικών μορφών Ο2. Οι ζωικοί οργανισμοί δεν διαθέτουν μηχανισμούς παραγωγής καροτενοειδών και τα προσλαμβάνουν μέσω της δίαιτας με φυτικής προέλευσης τροφές. Ειδικότερα στον άνθρωπο, έχει δειχθεί ότι τα καροτενοειδή προστατεύουν έναντι διάφορων παθήσεων (καρδιαγγειακές παθήσεις, εγκεφαλικά επεισόδια, κάποιες μορφές καρκίνου, εκφύλιση της ωχράς κηλίδας κ.ά.). Επομένως, η κατανάλωση τροφών πλούσιων σε καροτενοειδή και άλλα αντιοξειδωτικά κρίνεται ζωτικής σημασίας. Τα επίπεδα των καροτενοειδών στα φύλλα εξαρτώνται από την αλληλεπίδραση του μεταβολισμού τους με καταπονητικούς παράγοντες του περιβάλλοντος, ιδιαίτερα όταν αυτοί συμμεταβάλλονται. Συγχρόνως, μια έντονη καταπόνηση αναμένεται να έχει αρνητική επίδραση στη φωτοσύνθεση του φυτού. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν τα περιεχόμενα καροτενοειδή και η φωτοσυνθετική απόδοση φυτών Eruca sativa Mill. (ρόκα) υπό τη συνδυασμένη επίδραση διαφορετικών εντάσεων φωτός και υδατικής καταπόνησης σε θάλαμο ανάπτυξης, προκειμένου να διερευνηθούν οι συνθήκες που ενισχύουν την περιεκτικότητά τους σε καροτενοειδή διατηρώντας παράλληλα τη φωτοσυνθετική απόδοση σε ικανοποιητικά επίπεδα. Πειραματικά αξιοποιήθηκαν τεχνικές φασματοφωτομετρίας (Shimadzu UV 160 A) και υγρής χρωματογραφίας υψηλής απόδοσης (HPLC) σε μεθανολικά εκχυλίσματα φύλλων, μετρήσεις φθορισμού της χλωροφύλλης τόσο σε δείγματα προσαρμοσμένα στο φως (Mini-PAM) όσο και σε δείγματα προσαρμοσμένα στο σκοτάδι (Handy-PEA), καθώς και φασματικής ανακλαστικότητας (Polypen RP40) σε άθικτα φύλλα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματά μας, η επίδραση με τους δύο καταπονητικούς παράγοντες καθώς και με το συνδυασμό αυτών δεν οδηγεί σε αύξηση της περιεκτικότητας των καροτενοειδών. Αντίθετα, παρατηρείται μία τάση μείωσης της συγκέντρωσης των ολικών χλωροφυλλών, των ολικών καροτενοειδών καθώς και , ξεχωριστά, των επιμέρους καροτενοειδών. Εξαίρεση αποτελεί το αντιοξειδωτικό μόριο: β-καροτένιο, το οποίο αποτελεί πρόδρομο μόριο των υπόλοιπων καροτενοειδών και αυξήθηκε στατιστικώς σημαντικά με την έκθεση σε υψηλές εντάσεις φωτός. Όσον αφορά τους δείκτες λειτουργικότητας του <<κύκλου των ξανθοφυλλών>>, αξίζει να αναφερθεί πως ο δείκτης DEPS είναι εμφανώς χαμηλότερος στα υδατικά καταπονημένα άτομα αλλά και στα άτομα που δέχθηκαν ενδιάμεσες εντάσεις φωτός. Σχετικά με τις φωτοσυνθετικές παραμέτρους, διαπιστώθηκε η διατήρηση ικανοποιητικής φωτοσυνθετικής απόδοσης υπό την επίδραση με τους αναφερθέντες καταπονητικούς παράγοντες. Μάλιστα η διεργασία της φωτοσύνθεσης ενδέχεται να ευνοείται με έκθεση σε υψηλές εντάσεις φωτός, απουσία υδατικής καταπόνησης (άνοδος του δείκτη PItotal). Ακόμη, η οδός της μη φωτοχημικής απόσβεσης, NPQ, υπερέχει στα υδατικά καταπονημένα άτομα και στις συνθήκες φωτισμού. Ωστόσο, σε συνθήκες υψηλού φωτισμού οι διαφορές μεταξύ των δύο υδατικών καταστάσεων εντείνονται. Να τονιστεί ότι ο δείκτης NPQ μεταβάλλεται αντίθετα από τους δείκτες DEPS & VAZ (/ gr DW). Κατά αυτόν τον τρόπο γίνεται κατανοητό πως ο <<κύκλος VAZ>> δεν αποτελεί τη μοναδική συνιστώσα του NPQ. Από τα αποτελέσματα που προέκυψαν εξάγεται το συμπέρασμα, πως αν και ήπια η υδατική καταπόνηση επιδρά σημαντικά στους φυσιολογικούς μηχανισμούς ανάπτυξης των καλλιεργούμενων ατόμων ρόκας. Τέλος, όσον αφορά τις συσχετίσεις των δεικτών ανακλαστικότητας με τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις των χρωστικών, καθώς και τις αναλογίες αυτών βρέθηκε πως οι δείκτες mNDI, Chla/b και PRI (σκοτάδι) αποτυπώνουν σε πολύ καλό βαθμό τη συγκέντρωση των ολικών χλωροφυλλών (/cm2) αλλά και των αναλογιών Chlb/a και Car/Chls, αντίστοιχα.
dc.description.translatedabstractThe photosynthetic role of carotenoids (beta-carotene, neoxanthin, lutein, violaxanthin, antheraxanthin and zeaxanthin) is related with the absorption of solar radiation and photoprotection in conditions of photoinhibition. However, their photoprotective action on leaves is related to the non-photochemical quenching (NPQ) of the excitation energy and the neutralization of reactive O2 forms. Animal organisms do not have carotenoid production mechanisms and obtain them through the diet of plant-based foods. In humans in particular, carotenoids have been shown to protect against various diseases (cardiovascular disease, strokes, some forms of cancer, macular degeneration etc.). Therefore, the consumption of foods rich in carotenoids and other antioxidants is crucial. Carotenoid levels in leaves depend on the interaction of their metabolism with environmental stress factors, particularly when they co-interact. At the same time, an intense stress is expected to have a negative impact on the photosynthesis of the plant. In the present project, the carotenoid contents and photosynthetic performance of Eruca sativa Mill. (rocket) plants were studied under the combined effect of different light intensities and water stress in a growth chamber, in order to investigate the conditions that enhance their carotenoid content while the photosynthetic performance at satisfactory levels. Spectrophotometry (Shimadzu UV 160 A) and high-performance liquid chromatography (HPLC) techniques were experimentally utilized in methanolic leaf extracts, as well as chlorophyll fluorescence in both light-adapted (Mini-PAM) and dark-adapted (Handy-PEA) samples, and spectral reflectance (Polypen RP40) in intact leaves. According to our results, the effect with the two stress factors as well as with their combination does not lead to an increase in the content of carotenoids. On the contrary, a trend reduction is observed in the concentration of total chlorophylls, total carotenoids as well as, separately, individual carotenoids. An exception is the antioxidant molecule: β-carotene, which is a precursor molecule of the rest of the carotenoids and is statistically significantly with exposure to high light intensities. Regarding the functionality indices of the <<xanthophyll cycle>>, it is worth mentioning that the DEPS index is clearly lower in water stressed individuals and also in the individuals that received intermediate light intensities. Regarding the photosynthetic parameters, it was found that satisfactory photosynthetic performance was maintained under the influence of the mentioned stress factors. In fact, the process of photosynthesis may be favored by exposure to high light intensities, in the absence of water stress (increase in the PItotal index). Furthermore, the non-photochemical quenching pathway, NPQ, predominates in water-stressed individuals and under light conditions. However, under high light conditions the differences between the two states of water intensify. It should be emphasized that the NPQ index changes oppositely to the DEPS & VAZ indices (/gr DW). In this way it is understood that the <<VAZ cycle>> is not the only component of the NPQ. From the results obtained, the conclusion is drawn that, although mild, water stress has a significant effect on the physiological growth mechanisms of the cultivated individuals of rocket. Finally, regarding the correlations of the reflectance indices with the corresponding concentrations of the pigments, as well as their ratios, it was found that the indices mNDI, Chla/b and PRI (darkness) capture to a very good degree the concentration of total chlorophylls (/cm2) but and Chlb/a and Car/Chls ratios, respectively.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10889/26963
dc.language.isoel
dc.subjectΦωτοσύνθεση
dc.subjectΚαταπονήσεις
dc.subjectΡόκα
dc.subject.alternativePhotosynthesis
dc.subject.alternativeStresses
dc.subject.alternativeRocket
dc.titleΜελέτη της περιεκτικότητας σε καροτενοειδή και της φωτοσυνθετικής απόδοσης στο καλλιεργούμενο είδος Eruca sativa : η επίδραση διαφορετικών εντάσεων φωτός και υδατικής καταπόνησης κατά την ανάπτυξή του
dc.title.alternativeStudy of carotenoid content and photosynthetic efficiency in the cultivated species Eruca sativa : the effect of different light intensities and water stress during its growth
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
Μεταπτυχιακή-Διπλωματική-Εργασία-Κώτση-Κασσιανή.pdf
Size:
3.56 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
5.02 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description: