Prof. dr hab. Andrzej Skoczowski Kraków, dnia 15 października

Prof. dr hab. Andrzej Skoczowski Kraków, dnia 15 października

Prof. dr hab. Andrzej Skoczowski
Instytut Fizjologii Roślin im. Franciszka Górskiego
Polskiej Akademii Nauk
Ul. Niezapominajek 21, 30-239 Kraków
Kraków, dnia 15 października 2014 r.
Ocena
rozprawy doktorskiej mgr Dominiki Boguszewkiej-Mańkowskiej
pt: Fizjologiczno – biochemiczne mechanizmy warunkujące tolerancyjność ziemniaka
(Slonanum tuberosum L.) na suszę glebową
Rozprawa doktorska mgr Dominiki Boguszewskiej-Mańkowskiej, napisana pod kierunkiem
prof. dr hab. Barbary Zagdańskiej, jest obszernym opracowaniem napisanym w języku
polskim i dotyczy de facto poszukiwania odpowiedzi na pytanie które, czy też jakie, cechy
morfologiczno-fizjologiczne roślin decydują o ich odporności na suszę. Praca jest o tyle
ważna, że w warunkach postępującego stepowienia klimatu i związanego z tym braku wody
susza już staje się poważnym problemem towarzyszącym uprawie roślin (nie tylko zresztą
ziemniaka). Dlatego, też szeroka wiedza na temat odpowiedzi roślin na suszę jest
niewątpliwie bardzo potrzebna.
Oceniana rozprawa doktorska ma układ typowy dla prac cenzusowych. Jest obszerna
- obejmuje 139 stron wydruku komputerowego. W pracy umieszczono 55 rycin, 16 tabel,
oraz obszerny spis cytowanego piśmiennictwa. Nie można nie zauważyć, że cytowana przez
Autorkę literatura to, w znakomitej większości, pozycje z ostatnich kilku lat. Wyjątek
stanowią, co oczywiste, prace o charakterze historycznym lub prace metodyczne. Ponadto
na uwagę zasługuje duża staranność w przygotowaniu pracy od strony edytorskiej.
Praca napisana jest, z niewielkimi wyjątkami (o których później), bardzo dobrym
językiem. Część literaturową pracy, czyta się z dużą przyjemnością. Na podkreślenie
zasługuje dobre wyważenie ilości informacji zawartych w poszczególnych podrozdziałach.
Autorka ustrzegła się moim zdaniem, częstej u doktorantów pokusie, nadmiernego
rozbudowywania niektórych podrozdziałów związanych np. z zastosowaną metodą
badawczą czy też obiektem prowadzonych badań. Autorka nie ustrzegała się jednak w tej
części pracy pewnych nieścisłości.
I tak na str. 12, cytując definicję stresu wg. Lichtenthalera (z 1996 roku) Autorka m.in.
pisze, że stres to taka sytuacja, w której organizm wyczerpał zdolność do adaptacji. Nie
wiem na ile jest to wierne tłumaczenie z angielskiego (nie miałem czasu odszukać
1
przytoczonej pracy), ale adaptacje to przystosowania ewolucyjne, a zatem cechy
dziedziczone. W krótkim okresie czasu organizm może się do stresu zaaklimatyzować lub
nauczyć się tolerować stres, ale nie może się do stresu zaadoptować.
Na Rys. 6. (str. 23) wykonanym wg. Shinozaki (2007) Doktorantka dzieli białka biorące
udział w odpowiedzi roślin na suszę na funkcjonalne i regulatorowe. I to jest ujęcie
prawidłowe. Jednak jeśli na schemacie po stronie białka regulatorowe znajdujemy pozycje
„Metabolizm lipidów” i „Synteza ABA” to jest to, z oczywistych względów, niezręczne.
Na str. 28 (punkt 1.7.) Autorka pisze, iż deficytowi wody „mogą towarzyszyć inne
stresy abiotyczne … rozumiane także jako susza fizjologiczna”. Co do pierwszej części zdania
pełna zgoda. Jednak Recenzent nie może się do końca zgodzić ze stwierdzeniem zawartym
w drugiej części zdania, albowiem przymiotnik „fizjologiczna” przy rzeczowniku „susza”
oznacza, że jest to rodzaj suszy, który ma miejsce wtedy, gdy woda w glebie jest tylko roślina
nie może jej pobierać albo ma trudności z jej pobieraniem (najczęściej na skutek zalania
gleby i/lub jej niskiej temperatury). Zasolenie tak, ale wysokiej temperatury nie wymieniał
bym jako przyczyny suszy fizjologicznej.
We wstępie pojawia się też w pracy po raz pierwszy słowo wytrych, a mianowicie
określenie „poziom” gdy Doktorantka pisze o „poziomie” i jakości plonu. Mam pełną
świadomość, że Doktorantka nie jest ani pierwszą ani jedyną osobą, stosującą słowo
„poziom” wszędzie tam gdzie mamy do czynienia z ilością, zawartością, stężeniem - czyli tam,
gdzie nie tylko można, ale i trzeba stosować właściwą jednostkę (w fizyce jest to tzw.
wymiar). Określenie „poziom” w języku potocznym jest w pełni akceptowane i zawsze
jednoznacznie rozumiane. W języku naukowym nie powinno być stosowane, bo poziom nie
ma wymiaru (nie ma jednostki). Mam świadomość, że moja krucjata przeciwko stosowaniu
w nauce polskiej wszechobecnego określenia „poziom” jest raczej wołaniem na puszczy…
Mimo to mam nadzieję, że może przynajmniej Doktorantka podzieli (nie tylko z grzeczności)
moje widzenie tego problemu.
Założenia i cel pracy zostały jasno opisane choć, biorąc pod uwagę tytuł pracy
rozpoczynający się od słów „Fizjologiczno – biochemiczne mechanizmy …” brakuje mi
stwierdzenia, że celem pracy było zbadanie i opisanie mechanizmu odporności ziemniaka na
suszę. Ponadto, wyszczególnione w tej części pracy cele pośrednie wskazuję, że Doktorantka
raczej porównywała odpowiedź odmian modelowych na suszę, a nie badała mechanizmów
2
odporności. To są różne rzeczy. Zawarte w tym rozdziale stwierdzenie, że: „celem
naukowym projektu jest przebadanie, w jakim stopniu zdolność roślin ziemniaka do
tolerowania odwodnienia w fazie gromadzenia plonu jest powiązana z homeostazą
potencjału oksydoredukcyjnego w fazie reakcji na deficyt wody” jest zdecydowanie
przeintelektualizowane.
Doktorantka wykorzystuje w swojej pracy różne techniki badawcze o różnym stopniu
skomplikowania. I tak, wykonuje wazonowe i poletkowe doświadczenia wegetacyjne oraz
dokonuje ilościowej i jakościowej oceny plonu poprzez oznaczenia zawartości wytypowanych
substancji chemicznych w bulwach. Sporą część pracy Autorka poświęciła ocenie
morfologicznej oraz fizjologicznej wykorzystywanego materiału roślinnego, w tym badaniom
dotyczącym wymiany gazowej. Badania te stanowiły dobrą podstawę dla, przeprowadzonych
w drugiej część pracy, analiz biochemicznych. W tej części pracy Doktorantka stosuje cały
szereg
metod
oceny
aktywności
enzymatycznej,
zarówno
spektralnych
jak
i elektroforetycznych, których ukoronowaniem jest zastosowanie w badaniach markerów
białkowych spektrometrii mas. Muszę przyznać, że ta różnorodność zastosowanych metod
budzi mój niekłamany podziw. W opinii recenzenta strona metodyczna pracy nie budzi
żadnych zastrzeżeń. Zastosowane metody są adekwatne do badanych zagadnień. Nie mam
także zastrzeżeń do zastosowanych metod statystycznych.
W części wyniki Autorka zastosowała trochę dla mnie niejasny sposób pokazania
istotności statystycznej dla interakcji odmiana x kombinacja oraz istotności wpływu odmiany.
W pierwszym przypadku jest to zagadkowa gwiazdka (słabo dostrzegalna) w lewym dolnym
rogu wykresu lub tzw. „daszek” umiejscowiony w tym samym miejscu. Muszę przyznać, że
rozszyfrowanie tego pomysłu Autorki zajęło mi trochę czasu. Nie bardzo wiem dlaczego
Autorka nie pozostała po prostu przy, i tak zamieszczonej w podpisie do rysunków
informacji, że wykazano istotność interakcji odmiana x kombinacja. Zastosowany przez
Doktorantkę sposób wskazania statystycznej istotności związku na rysunku nie jest błędny,
ale zbędny. Jeśli już, to sugerował bym zastosowanie większego fontu dla omawianych
symboli. Nawiasem mówiąc nie bardzo podoba mi się określenie badanych obiektów
terminem „kombinacja” (zwłaszcza „kombinacja suszowa”). Kombinacja, w hodowli kojarzy
się bowiem jednoznacznie z kombinacją krzyżowań. Dla mnie to po prostu obiekty lub
traktowania. Nie oczekuję, że Autorka będzie się z tych uwag tłumaczyć – są to moje
3
sugestie, które można ewentualnie wziąć pod rozwagę przy przygotowaniu wyników do
druku.
Na ryc. 19 (str. 58) Autorka nie wyjaśnia znaczenia kolorów niebieskiego i czerwonego
umieszczonych na słupkach. Myślę, że to po prostu niedopatrzenie.
Omawiając dane dotyczące pomiarów gęstości aparatów szparkowych i trichomów
(punkt 4.2.2., str. 70 i następne) Doktorantka stosuje zamiennie określenia „gęstość”
i „ilość”. To jest nie jest dobre bo co prawda gęstość to, w omawianym przypadku, też ilość
tyle, że na jednostkę powierzchni (czyli inny wymiar, inaczej inna jednostka). Proponuję na
przyszłość zdecydować się czy mówimy o ilości czy o gęstości aparatów szparkowych
i trichomów. Osobiście proponuję pozostać przy określeniu gęstość bo w takich jednostkach
przedstawia Autorka swoje wyniki na rycinach 22 i 23.
W części Dyskusja, środkowa część pierwszego akapitu jest napisana trochę
pokrętnie. Autorka pisze: „Dlatego cechy rośliny umożliwiające lub zapewniające stabilność
plonu są wielorakie, począwszy od morfologicznych, poprzez fizjologiczne i biochemiczne,
angażując w to setki genów” i zdanie następne: „W przypadku ziemniaka końcowy plon bulw
jest wynikiem kombinacji procesów fizjologicznych, genetycznych, metabolicznych i każdy
może ograniczyć wzrost bulw w danych warunkach środowiska”. Drugie zdanie budzi moje
szczególne zastrzeżenia z dwóch powodów. Po pierwsze nie bardzo wiem gdzie, zdaniem
Doktorantki, przebiega ostra granica podziału pomiędzy procesami fizjologicznymi
a metabolicznymi czy też uwarunkowaniami, a nie jak pisze Doktorantka, procesami
genetycznymi. Fizjologia
roślin bada
zjawiska
zachodzące na pięciu
poziomach
skomplikowania: na poziomie molekularnym (są to syntezy i łańcuchy reakcji
biochemicznych zachodzących w komórce), na poziomie struktur komórkowych (transport
związków chemicznych i przekazywanie sygnałów), na poziomie organów, organizmu
i wreszcie zbiorowiska roślinnego (ekofizjologia). Cała fizjologia jest zatem jednym wielkim
ciągiem reakcji biochemicznych, kontrolowanych genetycznie, a określanych zbiorczo
reakcjami metabolicznymi czy też fizjologicznymi. Nie ma zatem potrzeby robienia takich
rozgraniczeń dla poszczególnych procesów. Po drugie kwestionowane zdanie dotyczy
plonowania wszystkich roślin, a nie tylko ziemniaka (jeśli pozostawić słowo „plon”, a usunąć
słowo „bulwa”).
4
Rozumiem, że Doktorantka chciała po prostu powiedzieć, iż plon zależy od zespołu,
uwarunkowanych genetycznie, cech.
Stwierdzony przez Autorkę, przy pomocy chlorofilomierza SPAD, wzrost zawartości
chlorofilu u roślin ziemniaka poddanych działaniu suszy może być artefaktem. Fakt, że
Autorka swoich wyników nie dyskutuje w tym kontekście wcale mnie nie dziwi. Sam dopiero
niedawno nabrałem takich podejrzeń badając chlorofilomierzem zawartość chlorofilu
w liściach papryki podczas wczesnych etapów patogenezy oraz w liściach pszenicy i soi
poddanych działaniu suszy. W Instytucie Fizjologii Roślin PAN przypuszczamy, że jest to
pozorny wzrost zawartości chlorofilu wynikający ze zmiany właściwości fizycznych tkanki
(powodowanych utratą turgoru), a przez to zmieniających tzw. geometrię pomiaru. Myślę, że
o szczegółach będziemy mogli podyskutować z Doktorantką po obronie.
Wniosek końcowy
Przedstawioną do recenzji pracę doktorską oceniam jako dobre i kompletne opracowanie
naukowe. Część eksperymentalna została prawidłowo zaplanowana i metodycznie
odpowiednio wykonana. Godna uznania jest ilość i różnorodność przeprowadzonych analiz.
Postawione przez Doktorantkę cele zostały zrealizowane choć niewątpliwie brakuje,
sygnalizowanego w tytule, opisu mechanizmów odporności ziemniaka na suszę.
Pomimo zawartych w recenzji uwag krytycznych, stwierdzam, że treść i forma
przedstawionej rozprawy pt. „Fizjologiczno – biochemiczne mechanizmy warunkujące
tolerancyjność ziemniaka (Slonanum tuberosum L.) na suszę glebową”, spełnia warunki
stawiane rozprawom doktorskim zgodnie z Ustawą o stopniach naukowych i tytule
naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki .
W związku z tym wnioskuję do Rady Naukowej Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin PIB
w Radzikowie o dopuszczenie Autorki pracy – mgr Dominiki Boguszewkiej-Mańkowskiej do
dalszych etapów przewodu doktorskiego.
Prof. dr hab. Andrzej Skoczowski
5