Vyhodnocení architektury kořenového systému a osmotického přizpůsobení u ječmene
Klem, Karel; Findurová, Hana; Urban, Otmar; Holub, Petr
2024 - český Tolerance vůči suchu, založená na zlepšení architektury kořenového systému, zejména pak na zvýšení hloubky zakořenění, zvýšení hustoty kořenů ve větší hloubce, nebo na schopnosti osmotického přizpůsobení, představuje jeden z nejefektivnějších způsobů adaptace k suchu, zejména pak v podmínkách, kde v období sucha zůstává dostatek vody v hlubších vrstvách půdy. Osmotické přizpůsobení navíc představuje znak, který umožňuje rostlinám příjem vody i při její omezené dostupnosti, včetně snížené dostupnosti v hlubších vrstvách půdy. Na druhou stranu se ovšem jedná o znaky, které jsou velmi obtížně vyhodnotitelné, vzhledem k jejich skrytému charakteru nebo nutnosti pracného odkrývání kořenů rostoucích v půdě. To je také důvod, proč jsou tyto znaky i přes jejich značný význam dlouhodobě přehlíženy. Šlechtění na tyto znaky probíhá fakticky pouze nepřímo pomocí vyhodnocení výnosové reakce na sucho, nebo nepřímých fyziologických či morfologických parametrů. \nV této metodice jsou představeny tři metody vyhodnocení architektury kořenového systému nebo osmotického přizpůsobení, které umožňují provedení selekce na zvolené znaky kořenového systému či osmotického přizpůsobení u velkého počtu genotypů s využitím relativně jednoduché metody založené na kultivaci kořenů na černém filtračním papíru ať již hydroponicky nebo aeroponicky. Tato metoda umožňuje podrobnou analýzu parametrů architektury kořenového systému, které jsou důležité pro toleranci k suchu a rovněž také relativně snadný test osmotického přizpůsobení pomocí indukce osmotického stresu roztokem polyethylen-glykolu (PEG). Obě metody byly úspěšně validovány, v prvním případě na modelovém experimentu s deficitem živin, u kterého je zmámý vliv na architekturu kořenového systému, a v druhém případě na souboru genetických zdrojů a odrůd ječmene, v němž byly potvrzeny dříve získané informace o toleranci některých genotypů k suchu. \nDalší z prezentovaných metod je kultivace kořenů v rhizoboxech naplněných pískem se sítí hrotů, které udržují kořeny při vymývání v poloze, v jakých kořeny rostly. Tato metoda umožňuje opět posouzení architektury kořenového systému, nicméně v tomto případě v podmínkách, které lépe odpovídají reálné situaci v půdě. Validace metody proběhla u tří genotypů ječmene s kontrastní mohutností kořenového systému. Použitá metoda prokázala nejen předpokládané rozdíly v hloubce zakořenění a distribuci hustoty kořenů, ale rovněž prokázala vztah k fyziologické odezvě na sníženou dostupnost vody v podobě rychlosti fotosyntetické asimilace CO2. \nVšechny předkládané metody proto představují vhodný nástroj, který by měl pomoci šlechtitelům v selekci genotypů ječmene tolerantních k suchu. \n\n Drought tolerance based on improving root system architecture, in particular by increasing rooting depth, increasing root density at deeper layers, or osmotic adjustment, is one of the most effective ways of adapting to drought, especially in conditions where sufficient water remains in the deeper soil layers during the dry season. Moreover, osmotic adjustment is a trait that allows plants to take up water even when water availability is limited, including the deeper soil layers. On the other hand, however, these are traits that are very difficult to evaluate, given their hidden nature or the need to laboriously excavate roots growing in the soil. This is also the reason why, despite their considerable importance, these features have long been overlooked. Breeding for these traits is done only indirectly by evaluating yield response to drought or indirect physiological or morphological parameters. \nIn this methodology, three methods for evaluating root system architecture or osmotic adjustment are presented which allow selection for specific root system architecture traits or osmotic adjustment, to be carried out on a large number of genotypes, using a relatively simple method based on the cultivation of roots on black filter paper, either hydroponically or aeroponically. This method allows a detailed analysis of root system architecture parameters that are important for drought tolerance and also a relatively easy test of osmotic adjustment by inducing osmotic stress with polyethylene glycol (PEG) solution. Both methods have been successfully validated, in the first case in a model experiment with nutrient deficiency, in which the effect on root system architecture is confounded, and in the second case in a set of barley genetic resources and varieties in which previously obtained information on drought tolerance of some genotypes was confirmed. \nAnother of the methods presented is the cultivation of roots in rhizoboxes filled with sand with a grid of spikes that hold the roots in the position in which they grew when washed. This method again allows the root system architecture to be assessed, but in this case under conditions that more closely match real soil conditions. The method was validated in three barley genotypes with contrasting root system vigor. The method used not only demonstrated the expected differences in rooting depth and root density distribution but also showed a relationship to the physiological response to reduced water availability in terms of photosynthetic CO2 assimilation rate. \nTherefore, all the methods presented here are suitable tools to help breeders in the selection of drought-tolerant barley genotypes. Klíčová slova: spring barley; drought; drought tolerance; root system architecture; root phenotyping; osmotic adjustment; plant physiology Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR. Vyhodnocení architektury kořenového systému a osmotického přizpůsobení u ječmene

Tolerance vůči suchu, založená na zlepšení architektury kořenového systému, zejména pak na zvýšení hloubky zakořenění, zvýšení hustoty kořenů ve větší hloubce, nebo na schopnosti osmotického ...

Klem, Karel; Findurová, Hana; Urban, Otmar; Holub, Petr
Ústav výzkumu globální změny , 2024

Metody úprav čistírenských kalů pro aplikaci v zemědělství s ohledem na mikropolutanty
Vítková, M.; Komárek, M.; Wickramasinghe, N.; Pohořelý, Michael; Moško, Jaroslav; Hušek, Matěj; Cajthaml, Tomáš; Grasserová, Alena; Čechmánková, J.; Vácha, R.; Zimová, M.
2024 - český Cílem předkládané metodiky je popsat možnosti úpravy čistírenských kalů kompostováním a pyrolýzou pro aplikaci v zemědělství, a to zejména s ohledem na tzv. mikropolutanty, ale i na konvenční polutanty, a posoudit rizika upravených kalů pro půdní prostředí a vstup (mikro)polutantů do pěstovaných plodin. Metodika vychází z výsledků laboratorních a terénních experimentů tříletého projektu a z kritického přístupu ke kalům jako potenciálně nebezpečnému odpadu na straně jedné a recyklovatelného zdroje živin na straně druhé. The aim of the methodology is to describe the possibilities of sewage sludge treatment by composting and pyrolysis for the application in agriculture, with particular respect to the so-called micropollutants, but also to conventional pollutants, and to assess the risks of treated sludge for the soil environment and the uptake of (micro)pollutants by cultivated crops. The methodology is based on the results from laboratory and field experiments of a three-year project and on a critical approach to sludge as a potentially hazardous waste on the one hand and a recyclable source of nutrients on the other. Klíčová slova: pyrolysi; composting; emerging pollutants; soil; plant uptake; leaching Plné texty jsou dostupné na vyžádání prostřednictvím repozitáře Akademie věd. Metody úprav čistírenských kalů pro aplikaci v zemědělství s ohledem na mikropolutanty

Cílem předkládané metodiky je popsat možnosti úpravy čistírenských kalů kompostováním a pyrolýzou pro aplikaci v zemědělství, a to zejména s ohledem na tzv. mikropolutanty, ale i na konvenční ...

Vítková, M.; Komárek, M.; Wickramasinghe, N.; Pohořelý, Michael; Moško, Jaroslav; Hušek, Matěj; Cajthaml, Tomáš; Grasserová, Alena; Čechmánková, J.; Vácha, R.; Zimová, M.
Ústav chemických procesů, 2024

Fenotypování jarního ječmene na odolnost vůči suchu
Klem, Karel; Findurová, Hana; Panzarová, K.; Pytela, J.; Trtílek, M.; Holub, Petr
2024 - český Odolnost rostlin/plodin vůči suchu představuje komplex vlastností, které se různě uplatňují v závislosti na typu, závažnosti a načasování sucha. Proto je nutné poměrně komplexní hodnocení morfologické a fyziologické fenotypové reakce na sucho. Tato metodika se zaměřuje na vývoj postupů a vyhodnocení komplexní fenotypové odezvy genotypů jarního ječmene na sucho pomocí neinvazivně měřených parametrů založených na červeno-zeleno-modrém (RGB) zobrazování, termálním infračerveném zobrazování a zobrazovací fluorescence chlorofylu měřených v rámci automatizované fenotypovací platformy. Vývoj metodiky byl založen na experimentu, ve kterém byly sledovány dynamické změny odezvy šesti genotypů ječmene, reprezentujících širokou škálu tolerance k suchu (od genotypu velmi citlivého až po genotyp velmi tolerantní), na kontinuální vysychání až k bodu vadnutí a následné opětovné zavlažení. Byly identifikovány tři kritické termíny v průběhu sucha a opětovného zavlažení, klíčové pro identifikaci odolnosti jarního ječmene vůči suchu: i) dosažení 50% hladiny dostupné půdní vody, ii) dosažení bodu vadnutí, iii) úplná regenerace rostlin po opětovném zavlažení. Jednotlivé sledované parametry založené na zobrazovacích metodách ovšem ukázaly potenciál pro hodnocení citlivosti na sucho v různých termínech od počátku vysychání či regenerace. Korelace s relativní odezvou výnosu se postupně zvyšovala u projekční listové plochy hodnocené ze strany (SPA) a dosáhla maxima v bodě úplné regenerace po opětovném zvlažení. Aktuální kvantový výtěžek fotosystému II (ΦPSII) vykazoval nejvyšší korelaci s relativním výnosem zrna kolem bodu vadnutí. Naproti tomu relativní rozdíl teploty listů vůči teplotě okolního vzduchu (Tdiff) vykazoval vysokou korelaci s výnosovou odezvou na sucho dříve, a to již při dosažení 50% úrovně dostupné vody pro rostliny v půdě. Nejvyšší korelace s relativní výnosovou odezvou byly získány u barevné analýzy RGB v bodě vadnutí a po regeneraci, zejména u relativního podílu khaki, béžového, tmavě zeleného a olivově zeleného odstínu. Vícenásobná regrese s parametry poskytujícími Pearsonův korelační koeficient R > 0,5 mírně zlepšila odhad relativní odezvy výnosu na sucho, ale zajistila především významné zlepšení odhadu absolutního výnosu zrna při stresu suchem, přičemž přesnost odhadu se v obou případech pohybovala okolo 90 %. Tato metodika ukazuje, že použití kombinace fenotypovacích metod charakterizujících různé morfologické a fyziologické znaky umožňuje nejen hodnocení tolerance k suchu (na základě relativní výnosové reakce na sucho), které je klíčové pro výběr genetických zdrojů pro následný šlechtitelský proces, ale také umožňuje testovat výnosovou výkonnost nových genotypů při stresu suchem. Drought tolerance is a complex of traits that vary depending on the type, severity, and timing of drought. Therefore, a relatively comprehensive assessment of the morphological and physiological phenotypic response to drought is necessary. This methodology focuses on the development of procedures and evaluation of the complex phenotypic response of spring barley genotypes to drought using non-invasively measured parameters based on red-green-blue (RGB) imaging, thermal infrared imaging, and chlorophyll fluorescence imaging measured within an automated phenotyping platform. The development of the methodology was based on an experiment in which the dynamic changes in the response of six barley genotypes, representing a wide range of drought tolerance (from a very sensitive to a very tolerant genotype), to continuous drying until the point of wilting and subsequent re-watering were monitored. Three critical time points during drought and re-watering were identified, key for detecting drought tolerance: i) reaching 50% of available soil water, ii) reaching wilting point, iii) full plant recovery after re-watering. However, the different imaging-based parameters monitored showed potential for assessing drought sensitivity at different time points from the onset of drying or recovery. The correlation with relative yield response increased progressively for the side projected leaf area (SPA) and reached a maximum at the point of complete recovery after re-watering. The actual quantum yield of photosystem II (ΦPSII) showed the highest correlation with relative grain yield around the wilting point. In contrast, the relative difference of leaf temperature to ambient air temperature (Tdiff) showed a high correlation with yield response to drought earlier, as early as at the point of reaching 50% of the level of soil water available to plants. The highest correlations with relative yield response were obtained for RGB colour analysis at the wilting point and after recovery, especially for the relative proportion of khaki, beige, dark green, and olive-green hues. Multiple regression with parameters providing a Pearson correlation coefficient R > 0.5 slightly improved the estimation of the relative yield response to drought, but mainly provided a significant improvement in the estimation of absolute grain yield under drought stress, with an estimation accuracy of around 90% in both cases. This methodology shows that the use of a combination of phenotyping methods in characterising different morphological and physiological traits not only allows the assessment of drought tolerance (based on relative yield response to drought), which is crucial for the selection of genetic resources for subsequent breeding, but also allows the testing of the yield performance of new genotypes under drought stress. Klíčová slova: spring barley; drought; drought tolerance; phenotyping; rgb imaging; chlorophyll fluorescence imaging; thermal infrared imaging; yield Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR. Fenotypování jarního ječmene na odolnost vůči suchu

Odolnost rostlin/plodin vůči suchu představuje komplex vlastností, které se různě uplatňují v závislosti na typu, závažnosti a načasování sucha. Proto je nutné poměrně komplexní hodnocení morfologické ...

Klem, Karel; Findurová, Hana; Panzarová, K.; Pytela, J.; Trtílek, M.; Holub, Petr
Ústav výzkumu globální změny , 2024

Elektrochemické studium pH závislých redoxních vlastností komplexů mědi s aza-makrocyklickými ligandy
Koláčná, Lucie; Maďar, M.; Kubíček, V.; Ludvík, Jiří
2023 - český Molekulární elektronika je progresivní směr moderní materiálové chemie. Zabývá se vývojem\nelektronických prvků na úrovni jedné molekuly. Nejdůmyslnější molekulární elektroniku\nnajdeme v přírodě v podobě metaloenzymů. Jedním ze směrů výzkumu jejich modelů jsou\nkomplexy různě substituovaných azamakrocyklů. Předností těchto molekul je jejich stabilita a\ndobře definovaná syntéza. Investigated Cu(II) complexes are based on plain or cross-bridged cyclam. The\nelectrochemically inactive cyclam was modified by carboxylate, phosphonate, or phenolate\npendant arms. Cu(II) represents the main redox center of the complexes. Modification of the\nligand causes a changed pattern of complex redox response in buffered aqueous solution.\nIrreversible Cu(II) reduction results in complex decomposition to amalgamated copper and\nligand in excess. After Cu(0) electrochemical in situ re-oxidation, copper and ligand are recomplexed.\nComplexes undergo isomerization, accelerated by increasing the temperature. The\ninfluence of pH on complex isomerization and the reversibility of its reduction was described. Klíčová slova: cyclam; Cu(II) complexes; pendant arms Plné texty jsou dostupné na vyžádání prostřednictvím repozitáře Akademie věd. Elektrochemické studium pH závislých redoxních vlastností komplexů mědi s aza-makrocyklickými ligandy

Molekulární elektronika je progresivní směr moderní materiálové chemie. Zabývá se vývojem\nelektronických prvků na úrovni jedné molekuly. Nejdůmyslnější molekulární elektroniku\nnajdeme v přírodě v ...

Koláčná, Lucie; Maďar, M.; Kubíček, V.; Ludvík, Jiří
Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského, 2023

Evropsky významní motýli mezofilních a vlhkých trávníků v čase globální změny (Lycaena dispar, Lycaena helle, Phengaris nausithous, Phengaris teleius, Euphydryas aurinia)
Vrba, Pavel; Faltýnek Fric, Zdeněk; Rindoš, Michal; Hájková, K.; Konvička, Martin
2023 - český Metodický materiál shrnující varianty zásad péče o stanoviště motýlů mezofilních a vlhkých nelesních stanovišť při různých predikovaných variantách klimatické změny. Zájmovými druhy, chráněnými Směrnicí o stanovištích EU, je hnědásek chrastavcový (Euphydryas aurinia), modrásek bahenní (Phengaris nausithous), modrásek očkovaný (Phengaris teleius), ohniváček černočárný (Lycaena dispar) a ohniváček rdesnový (Lycaena helle). Součástí je predikce vhodných lokalit pro spontánní nebo asistovanou kolonizaci. Methodological material summarizing variants of the habitat conservation principles for butterflies inhabitting mesophilic and humid grasslands under various scenarios of climate change. The species of interest, protected by the EU Habitats Directive, are Euphydryas aurinia, Phengaris nausithous, Phengaris teleius, Lycaena dispar and Lycaena helle. It includes the predictions of suitable locations for spontaneous or assisted colonization. Klíčová slova: climatic modelling; Czech Republic; species conservation Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR. Evropsky významní motýli mezofilních a vlhkých trávníků v čase globální změny (Lycaena dispar, Lycaena helle, Phengaris nausithous, Phengaris teleius, Euphydryas aurinia)

Metodický materiál shrnující varianty zásad péče o stanoviště motýlů mezofilních a vlhkých nelesních stanovišť při různých predikovaných variantách klimatické změny. Zájmovými druhy, chráněnými ...

Vrba, Pavel; Faltýnek Fric, Zdeněk; Rindoš, Michal; Hájková, K.; Konvička, Martin
Biologické centrum, 2023

Metodika identifikace zdrojů znečišťování pomocí PMF pro strategické rozhodování při ochraně ovzduší – aktualizace 2023
Horník, Štěpán; Sýkora, Jan; Pokorná, Petra
2023 - český Předkládaná metodika navrhuje využití spektroskopie nukleární magnetické rezonance (NMR) jako další analytické techniky pro identifikaci sloučenin v atmosférických aerosolech. Tato technika umožňuje výrazně zvýšit počet stanovovaných látek a tfm i případný počet markerů, které lze následně ve spojení s jinými metodami využít pro identifikaci zdrojů znečištění ovzduší pomocí pokročilé statistické analýzy. Mezi markery stanovované pomocí\nNMR spektroskopie náleží různé organické kyseliny, sulfonové kyseliny nebo sacharidy, které jsou charakteristické pro příslušné zdroje znečištění. Aktualizovaná metodika také představuje identifikaci biogenního zdroje, který předcházející metodiky nedokázaly stanovit. The presented methodology proposes utilizatíon of the spectroscopy of nuclear magnetic resonance (NMR) as another analytical technique for the identification of compounds in atmospheric aerosols. This technique makes significantly increases the number of deterined substances and thus a number of possible markers, which can be subsequently used together with other methods to identify sources of air pollution using advanced statistical\nanalysis. Among the markers determined by NMR spectroscopy there are several organic and sulfonic acids or carbohydrates, wich are characteristic for relevant sources of air pollution. The updated methodology also shows the identification of a biogenic source that previous methodologies were not able to determine. Klíčová slova: NMR spectroscopy; atmospheric aerosols; markers Plné texty jsou dostupné na vyžádání prostřednictvím repozitáře Akademie věd. Metodika identifikace zdrojů znečišťování pomocí PMF pro strategické rozhodování při ochraně ovzduší – aktualizace 2023

Předkládaná metodika navrhuje využití spektroskopie nukleární magnetické rezonance (NMR) jako další analytické techniky pro identifikaci sloučenin v atmosférických aerosolech. Tato technika umožňuje ...

Horník, Štěpán; Sýkora, Jan; Pokorná, Petra
Ústav chemických procesů, 2023

Sborník 24. ročníku Školy hmotnostní spektrometrie
Cvačka, Josef; Vlk, Mikuláš; Vrkoslav, Vladimír; Hubálek, Martin
2023 - český Klíčová slova: mass spectrometry; LC-MS; GC-MS Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR. Sborník 24. ročníku Školy hmotnostní spektrometrie

Cvačka, Josef; Vlk, Mikuláš; Vrkoslav, Vladimír; Hubálek, Martin
Ústav organické chemie a biochemie, 2023

Bioléčiva pohledem hmotníkáře
Hubálek, Martin; Lenčo, J.
2023 - český Kurz má za cíl představit bioléčiva, která se stávají stále významnější součástí farmakoterapie závažných onemocnění. Pro kontrolu jejich kvality ve farmaceutickém průmyslu hraje důležitou roli hmotnostní spektrometrie. Uvedeme posluchače do problematiky bioléčiv, kterými jsou v tomto pohledu peptidy, proteiny, monoklonální protilátky nebo oligonukleotidy. Z pohledu analytika se zaměříme především na protilátková léčiva, podíváme se na možnosti jejich separace a analýzy pomocí hmotnostní spektrometrie, a to na úrovni intaktních proteinových molekul, protilátkových podjednotek nebo peptidů. The course aims to introduce biotherapeutics, which are becoming an increasingly important part of the pharmacotherapy of serious diseases. Mass spectrometry plays an important role for their quality control in the pharmaceutical industry. We will introduce the audience to biopharmaceuticals, which in this context are peptides, proteins, monoclonal antibodies or oligonucleotides. From the analyst's point of view, we will focus mainly on antibody drugs, looking at the possibilities of their separation and analysis by mass spectrometry, at the level of intact protein molecules, antibody subunits or peptides. Klíčová slova: mass spectrometry; biopharmaceuticals; LC-MS Plné texty jsou dostupné na vyžádání prostřednictvím repozitáře Akademie věd. Bioléčiva pohledem hmotníkáře

Kurz má za cíl představit bioléčiva, která se stávají stále významnější součástí farmakoterapie závažných onemocnění. Pro kontrolu jejich kvality ve farmaceutickém průmyslu hraje důležitou roli ...

Hubálek, Martin; Lenčo, J.
Ústav organické chemie a biochemie, 2023

24. ročník Školy hmotnostní spektrometrie. KURZ D - Řešení problémů v LC-MS
Cvačka, Josef; Vlk, Mikuláš; Vrkoslav, Vladimír; Hubálek, Martin
2023 - český Klíčová slova: mass spectrometry; liquid chromatography; troubleshooting Plné texty jsou dostupné na vyžádání prostřednictvím repozitáře Akademie věd. 24. ročník Školy hmotnostní spektrometrie. KURZ D - Řešení problémů v LC-MS

Cvačka, Josef; Vlk, Mikuláš; Vrkoslav, Vladimír; Hubálek, Martin
Ústav organické chemie a biochemie, 2023

Anorganické suspenze na bázi „vedlejších elektrárenských produktů ” vhodných pro jejich zpracování 3D tiskem
Černý, Zbyněk; Plocek, Jiří; Rosypal, Pavlína
2023 - český Anorganické vodné extrémě laciné suspenze na bázi „vedlejších elektrárenských produktů ” jako jsou polétavé popílky a strusky vhodných pro jejich zpracování 3D tiskem. Inorganic aqueous extremely cheap suspensions based on „power plant by-products ” such as fly ash and slag suitable for their processing by 3D printing. Klíčová slova: power plant by-products; suspension 3D printig Plné texty jsou dostupné na jednotlivých ústavech Akademie věd ČR. Anorganické suspenze na bázi „vedlejších elektrárenských produktů ” vhodných pro jejich zpracování 3D tiskem

Anorganické vodné extrémě laciné suspenze na bázi „vedlejších elektrárenských produktů ” jako jsou polétavé popílky a strusky vhodných pro jejich zpracování 3D tiskem....

Černý, Zbyněk; Plocek, Jiří; Rosypal, Pavlína
Ústav anorganické chemie, 2023