PE Research Group

Plant Ecophysiology Research Group

Research Group Head: Dr. Gabriela Jamnická

Area of research

Eco-physiology approach in research of forest ecosystems:

  • assess the impact of changes in the environment on woody-plants growth: growth processes of forest tree species and their provenances including dendrochronology and dendroecology in relation to forest disturbances and extreme weather events nowadays
  • physiological research on forest tree populations, their vitality, productivity, and their resistance and resilience (plant-water relations, osmotic adjustment, gasometric measurement and modelling, photosynthetic activity, photosynthetic efficiency at different wavelenghts of light and chlorophyll fluorescence, thermostability of PSII photosystem, photosynthetic pigments, etc.)
  • use the photosynthetic techniques of plant stress responses to understand the mechanisms involved in plant adaptation and acclimation to adverse environmental conditions, that is significant to developing meaningful phenotyping tools
  • identification of environmental vulnerability and adaptive potential of forest trees populations in Western Carpathians: Norway spruce ( Picea abies Karst. L.), European silver fir (Abies alba Mill.), European beech (Fagus sylvatica)
  • experiments simulating drought and high temperature stresses, and their effect on PSII photochemistry (fast and slow kinetics of chlorophyll a fluorescence, CO2 assimilation rate, stomatal conductance, water use efficiency) in field conditions (mature forest stands), as well as laboratory experiments with seedlings
  • evaluation of plant species diversity along ecological gradients, syntaxonomy of forest vegetation in temperate zone, spatio-temporal changes in spreading of non-native (invasive) plants, vegetation affinity and chorology of vascular plants

Objectives (research strategy)

  • new prospects for adaptation of forest ecosystems to global environmental changes and acceleration of woody plant phenotyping: to identification of useful forest populations for future forestry practice by ecophysiological and morphological traits of leaves and needles
  • to develope methods for fenotyping of forest woody species using hyperspectral and fluorescent sensors, in cooperation with partners from another research institutions
  • finding appropriate methods of photochemical measurements in needles of conifers
  • to develop and improve methods for the identification and quantification of production and survival risks of the individual tree species and their provenances related to stress events based mainly on dendrometric time series
  • to include other economic forest species (poplar clones, etc.) in the research activities
  • to study the stress state identification in forest woody plants using by signal stress molecules (ABA, proline) monoterpenes and flavonoids (significance in plant resistance)

Click for members

[SK] Oddelenie ekofyziológie rastlín

Vedúci oddelenia: Ing. Gabriela Jamnická, PhD.

Vedecké zameranie

Eko-fyziologický prístup vo výskume lesných ekosystémov:

  • hodnotenie dopadu zmien životného prostredia na rast drevín: rastové procesy lesných drevín a ich proveniencií vrátane dendrochronológie a dendroekológie v súvislosti s narušením lesných porastov a výskytom súčasných extrémnych meteorologických udalostí
  • fyziologický výskum populácií lesných drevín, ich vitality, produktivity, rezistencie a resiliencie (parametre vodného režimu, osmotické prispôsobenie, gazometrické merania a modelovanie, fotosyntetická aktivita, fotosyntetická efektívnosť pri rôznych vlnových dĺžkach žiarenia, termostabilita fotosystémov, fluorescencia chlorofylu, obsahy chlorofylu a karotenoidov, a pod.)
  • využívanie fotosyntetických techník a meraní stresových reakcií drevín za účelom  pochopenia mechanizmov podieľajúcich sa na ich adaptácii a aklimácii na nepriaznivé podmienky prostredia, čo je významné pri vývoji zmysluplných fenotypovacích nástrojov
  • identifikácia environmentálnej zraniteľnosti a adaptačného potenciálu  populácií lesných drevín Západných Karpatských: smrek obyčajný (Picea abies Karst. L.), jedľa biela (Abies alba Mill.), buk lesný (Fagus sylvatica)
  • experimenty simulujúce stresové podmienky vyvolané suchom a vysokými teplotami, ich vplyv na fotochémiu PSII systému (rýchla a pomalá kinetika fluorescencie chlorofylu a,  rýchlosť asimilácie CO2, prieduchová vodivosť, efektívnosť využitia vody, termostabilita PSII fotosystémov) v prírodných podmienkach (dospelé lesné porasty), tak ako aj laboratórne experimenty so sadenicami a semenáčikmi drevín
  • hodnotenie druhovej diverzity rastlín na pozadí ekologických gradientov, syntaxonómia lesnej vegetácie temperátnej zóny, časo-priestorové zmeny v šírení nepôvodných (inváznych) rastlín, vegetačná väzba a chorológia cievnatých rastlín

Výskumné stratégie (ciele)

  • nové perspektívy adaptácie lesných ekosystémov na globálne environmentálne zmeny a urýchlenie fenotypizácie drevín: identifikácia užitočných lesných populácií pre budúce lesnícke postupy pomocou ekofyziologických a morfologických charakteristík asimilačných orgánov
  • rozvíjanie metód fenotypovania lesných drevín s využitím hyperspektrálnych a fluorescenčných senzorov v spolupráci s partnermi z iných výskumných inštitúcií
  • nájdenie vhodných metód fotochemických meraní pre asimilačné orgány ihličnatých drevín
  • rozvíjanie a zdokonaľovanie metódy identifikácie a kvantifikácie produkcie a rizík prežitia jednotlivých druhov drevín a ich proveniencií založených najmä na dendrometrických časových radoch v súvislosti so stresovými udalosťami
  • rozšírenie výskumných aktivít aj na iné hospodársky významné druhy lesných drevín (napr. topoľové klony)
  • výskum identifikácie stresových stavov u lesných drevín pomocou signálnych stresových molekúl (ABA), monoterpénov a flavonoidov (význam v odolnosti rastlín)

Členovia