Abschlussbericht des Graduiertenkollegs (pdf) - Zentrum für ...

Photoinhibition führen.
Den phänotypisch sichtbaren Schäden bei Waldbäumen gehen physiologische Veränderungen voraus. Die
Bioindikationsforschung versucht, geeignete Frühindikatoren, die noch vor visuellen Schadsymptomen auf
der Ebene des Stresses eine latente Erkrankung bzw. Schädigung anzeigen, in einen quantifizierbaren,
möglichst universellen physiologischen Schadindex (pSI) umzusetzen. Eine beginnende Erkrankung
wird so frühzeitig erkannt und der weitere Schadensverlauf kann überwacht werden. Dies ermöglicht
die rechtzeitige Einleitung und Kontrolle von Gegenmaßnahmen. Voraussetzung für die Eignung eines
Parameters als physiologischer Frühindikator muß die praktikable, methodisch einfache, nicht zeitaufwendige,
kostengünstige und ubiquitäre Anwendbarkeit sein. Kriterien, die von der hier vorgestellten
Chlorophyllfluoreszenz-Meßtechnik erfüllt werden. Zahlreiche Fluoreszenzparameter weisen eine signifikante,
lineare Korrelation mit dem Schädigungsgrad auf. Sie reagieren bereits auf der phänotypisch schwer
erkennbaren Ebene der Stressreaktionen.
8.1.2 Untersuchungen zum Stickstoff-Assimilationspotential bei Buche in Abhängigkeit von der
Stickstoff-Zufuhr und bei Eiche unter der Einwirkung von Ozon, Kohlendioxid und Trockenstreß
Bearbeiter: Dipl.-Biol. Christoph Engel
Hauptbetreuer: Univ.-Prof. Dr. A. Wild
Hauptsächlicher Untersuchungsgegenstand der vorliegenden Arbeit war das N-Assimilationspotential von
Buche und Eiche. Dazu wurde die Aktivität der Enzyme Nitratreduktase (in vivo), Nitritreduktase und
Glutaminsynthetase, letztere z.T. isoenzymspezifisch, bestimmt. Zusätzliche Meßparameter waren der
Gehalt löslicher Proteine, die NO − 3 - und NH+ 4 -Aufnahmerate sowie der Gehalt an NH+ 4 .
Zunächst wurde eine Charakterisierung der Meßgrößen vorgenommen. Dies diente zur Optimierung der
Nachweisbedingungen und zur näheren Bestimmung der Aussagefähigkeit der Meßwerte. So konnte
beim Eichenblatt die Abhängigkeit einer maximalen Glutaminsynthetaseaktivität (GSA) von einem SH-
Gruppenschutz (DTE oder DTT), einem löslichen Phenolabsorbens (PVP) und einem effektiven Gewebsaufschluß
(Microdismembrator) festgestellt werden. Die GSA-Ausbeute beträgt bei einmaliger Extraktion
aus Buchenblatt und -wurzel und aus Eichenblatt mindestens 89 %. Die Nitritreduktaseaktivitäts-Ausbeute
beträgt bei einmaliger Extraktion aus Eichenblatt ca. 85 %. Die GSA-Fraktionen, die mittels Ionenaustauschchromatographie
mit einer Ausbeute von 85 - 116 % gewonnen werden konnten, unterscheiden
sich bei Buchen- und Eichenblatt bezüglich der pH-Abhängigkeit. Bei der Eiche wurde auch der KM für
Glutamat bei beiden GSA-Fraktionen über Hanes-Diagramme ermittelt: Die Fraktionen scheinen sich auch
hierin zu unterscheiden. Anhand dieser Eigenschaften wurde eine Zuordnung der GSA-Fraktionen zu den
Isoformen GS1 und GS2 vorgenommen. In der Buchenwurzel kommt möglicherweise keine GS2 vor. Die in
vivo-NRA des Eichenblattes unterliegt starken circadianen Schwankungen.
Anhand eines Versuches mit isolierten Buchenblättern wurde ein Anstieg der in vivo-NRA mit zunehmender
NO − 3 -Zufuhr gefunden. Dies spricht für die Fähigkeit des Buchenblattes zur Reduktion größerer NO− 3 -
Mengen und gegen die Vorstellung, daß eine Dominanz der Wurzel bei der NO3–Reduktion bei vielen
Gehölzarten durch die Unfähigkeit des Sprosses zu diesem Prozeß bedingt ist.
Bei Buchensämlingen sollten die Auswirkungen der N-Qualität bezüglich des NO − 3 - bzw. NH+ 4
die N-Aufnahmerate und das NH + 4 -Assimilationspotential festgestellt werden. Die Untersuchung des NH+ 4 -
Assimilationspotentials anhand der GS-Aktivität, des Gehaltes löslicher Proteine und des NH + 4 -Gehaltes im
-Anteils auf
Stammgewebe sollte dabei die verfügbaren Literaturbefunde zu N-Aufnahmeraten und Wachstum ergänzen.
Es konnte gezeigt werden, daß bei einem N-Angebot mit hohem NH + 4 -Anteil gegenüber reiner NO− 3 -Zufuhr
neben der N-Aufnahmerate die GSA ansteigt, was mit einer Zunahme an löslichem Protein verbunden
ist. Auch unter veränderten Kulturbedingungen bleibt der Anstieg der drei Parameter erhalten. Allerdings
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