Polycyklické aromatické sloučeniny (PAHs) představují svým rozšířením v biosféře, rizikovými vlastnostmi (karcinogenita, mutagenita, teratogenita) a schopností akumulace v živočišných tkáních a rostlinných pletivech riziko pro všechny živé organismy. Rostliny stojící na počátku potravního řetězce umožňují vstup těchto xenobiotických sloučenin do vyšších trofických úrovní. V závislosti na délce a intenzitě působení mohou PAHs vyvolávat akutní, chronické i latentní poškození rostlin. Údaje hodnotící vliv PAHs na mohou PAHs vyvolávat akutní, chronické i latentní poškození rostlin. Údaje hodnotící vliv PAHs na biochemické a fyziologické procesy determinující růst i vývoj rostlin jsou doposud nepočetné. Se zvyšujícím se stupněm zatížení životního prostředí toxickými látkami (PAHs) nabývá na aktuálnosti vývoj a uplatnění nových metod pro včasnou indikaci stresu a působení organických sloučenin na organismy. Jedním z cílů navrhovaného projektu je využití metody stanovení aktivity Hillovy reakce intaktních chloroplastů pro posouzení vlivu PAH na významnou kulturní plodinu, hrách. Vědeckým cílem projektu je posouzení významnosti biochemicko fyziologických parametrů primárních procesů fotosyntézy (aktivita Hillovy reakce, fluorescence chlorofylu a obsah fotosyntetických pigmentů) pro včasné stanovení fytotoxicity fluoranthenu. Získané výsledky budou uplatněny pro vypracování metodiky včasné detekce vlivu PAH na fotosyntézu (aktivitu Hillovy reakce) hrachu, která bude zařazena do sylabů specializovaných předmětů.

Výsledky

V rámci předloženého projektu Hillova reakce v izolovaných chloroplastech hrachu (Pisum sativum L.): Využití změny její aktivity pro posouzení účinnosti polycyklické aromatické sloučeniny byla optimalizována metodika izolace chloroplastů a vypracována metodika stanovení aktivity Hillovy reakce. Téma navrhovaného projektu, i přes aktuálnost, nebylo doposud řešeno na pracovištích jiných vysokých škol, které se zabývají vztahem mezi prostředím a organismem. Obě metodiky byly použity pro studium vlivu zvyšujícího se stupně zatížení a doby expozice PAH fluoranthenu na fotosyntetické procesy rostlin hrachu. Z výsledků, které byly získány stanovením aktivity Hillovy reakce na suspenzi chloroplastů je zřejmé, že tato metoda umožnila posoudit míru fytotoxicity fluoranthenu. Snížení hodnoty aktivity Hillovy reakce významně korelovalo se zvyšujícím se stupněm zatížení a dobou expozice jak v prostředí, tak i v rostlinném pletivu. Výše uvedené metodiky byly zařazeny do sylabu cvičení Fyziologie rostlin pro pokročilé (1. ročník magisterského studia programu Biologie, obor Obecná biologie, zaměření Fyziologie rostlin), dále byly prezentovány ve cvičeních Produkční biologie a Ekofyziologie fotosyntézy vyšších rostlin (magisterský a doktorský program Biologie, obor Obecná biologie). Získané výsledky byly rovněž prezentovány formou přednášky na odborném semináři Oddělení Fyziologie a anatomie rostlin a formou přednášky v anglickém jazyce na mezinárodní konferenci "Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin," která se konala dne 17.5.2006 v Praze. Výsledky jsou i součástí publikace Kummerová, M., Krulová, J., Zezulka, Š., Tříska, J. (2006): Evaluation of fluoranthene phytotoxicity in pea plants by Hill reaction and chlorophyll fluorescence. Chemosphere 65(3): 489-496. Metodika izolace chloroplastů je zveřejněna na webových stránkách www.sci.muni.cz/plantpoll. Metodika stanovení aktivity Hillovy reakce je rovněž zveřejněna na webových stránkách www.sci.muni.cz/plantpoll. V rámci výukových programů může být metodika stanovení aktivity Hillovy reakce využita i pro posouzení vlivu jiných stresorů (např. těžké kovy, herbicidy, teplota, ozářenost, salinita, nedostatek živin) na rostliny. Dále může být využita v magisterských a doktorských studijních programech, které se zabývají problematikou znečištěného životního prostředí.