Bestimmung der Nicotinverteilung und anderer Stickstoffverbindungen in den Blattgeweben von $\textit{Nicotiana tabacum}$ unter verschiedenen Wachstumsbedingungen durch Einzelzellanalyse, Kapillarelektrophorese und der Massenspektrometrie

Wieland, Katrin

Dissertation / PhD Thesis/Book

Wieland, K. (Corresponding author)FZJ*

2006
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich
ISBN: 3-89336-458-7, 978-3-89336-458-9

Jülich : Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag, Schriften des Forschungszentrums Jülich. Reihe Umwelt / Environment 68, X, 189 S. (2006) = Technische Universität München, Diss., 2006

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/2482

Abstract: Im Rahmen dieser Arbeit wurde anhand der Modellpflanze Nicotiana tabacum die Verteilung sekundärer Pflanzenstoffe in Abhängigkeit unterschiedlicher Stressfaktoren untersucht. Hierzu wurde die Methode der Einzelzellbeprobung in Verbindung mit der Analyse der Mikroproben mit einer dafür speziell ausgerichteten Kapillarelektrophorese angewendet. Mit dieser Wahl der Untersuchungsmethode waren so Aussagen über die Verteilung der Sekundärstoffe bis auf Zellebene garantiert. Als sekundäre Pflanzenstoffe der Tabakpflanze wurden die Tabakalkaloide untersucht. Hier stand im Besonderen das mengenmäßig am häufigsten vorkommende Alkaloid Nicotin im Vordergrund. Das Nicotin fungiert in der Tabakpflanze als Abwehrstoff gegenüber Schädlingen und Fraßfeinden. Mit der Beprobung unterschiedlicher Gewebe, wie der oberen und unteren Epidermis, dem Mesophyll und den Trichomen konnte gezeigt werden, dass Nicotin in den einzelnen Zellen dieser Gewebe nicht homogen verteilt ist. Die Versuche waren auf die Optimierung des Kosten-Nutzen Verhältnisses beim Einsatz der Sekundärstoffe als Abwehrstoffe unter normalen Ernährungsbedingungen und unter limitiertem Resourcenangebot gerichtet. Als zusätzlicher Stressfaktor wurde den Pflanzen eine mechanische Verwundung zugeführt. Zur Durchführung der Experimente wurden zunächst Pflanzen unter verschiedenen Bedingungen herangezogen. Da die Pflanzen zum einen unter normalen Bedingungen, zum anderen aber unter limitiertem Stickstoffangebot herangezogen werden sollten, konnte dies nicht in einer Erdkultur geschehen. Folglich wurde eine Aufzucht der Pflanzen in Sandkultur gewählt, um später die Pflanze besser an den Ort der Beprobung führen zu können. Dies wäre bei einer Anzucht in Hydroponikkultur nicht der Fall gewesen. Es wurden Pflanzen unter zwei verschiedenen Ernährungen herangezogen und zwar solche, die ausreichend mit allen Nährstoffen versorgt waren und solche, die weniger Stickstoff bekamen. Der Stickstoff war hier insofern von besonderem Interesse, als das die Tabakpflanze zur Biosynthese ihrer Alkaloide Stickstoff benötigt. Dieser Bedarf an Stickstoff ist nicht unerheblich, denn die Pflanze benötigt dazu 5-8 % ihres gesamten Stickstoffhaushalts für eine Biosynthese, die nicht reversibel ist. Darüber hinaus kostet die Pflanze die Bildung von 1g Nicotin noch 3,62 g Glucose. [...]

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