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Nitrogen-source related effects on drought stress response in Medicago truncatula
Christiana Staudinger
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Wolfram Weckwerth
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29242.70510.539153-4
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Klimawandel und die Zerstörung natürlicher Ökosysteme durch konventionelle extensive Landwirtschaft zählen zu den wichtigsten Themenkreisen der Zukunft.
Es gilt zwei synergistische Strategien anzuwenden: Erstens, Vermeidung zusätzlicher Umweltverschmutzung. Zweitens, Anpassen von Saatgut und Anbaumethoden an un- günstige klimatische Bedingungen, im Besonderen an die Folgen der globalen Erwärmung.
Die Forschung an Leguminosen verspricht beide Ansprüche zu erfüllen. Leguminosen sind sogar unter Stickstoff limitierten Bedingungen produktiv und einige Arten sind bekannt für ihre Trockentoleranz. Studien haben gezeigt, dass die Art der Stickstoffquelle für eine Abschwächung der Trockenstresssymptome von Bedeutung ist. Die Mechanismen dahinter sind jedoch noch nicht bekannt.
Der Modellorganismus Medicago truncatula Gaertn. stellt ein geeignetes System dar, um die Biologie der Leguminosen und deren Symbiose mit luftstickstofffixierenden Bakterien umfassend zu studieren. Während dieser Arbeit wurden Nitrat-gedüngte mit sybiontischen Pflanzen verglichen und deren jeweilige Antwort auf Trockenstress analysiert.
Physiologische und proteomische Studien wurden durchgeführt: Wurzel/Spross Ver- hältnisse, der relative Wassergehalt des Substrats, stomatäre Dichte und Leitfähigkeit, PSII Effizienz, natürliche Abundanzen von stabilen Isotopen und das Spross Proteom wurden unter verschiedenen Stickstoffquellen- und Wassermangelbedingungen bestimmt.
Die generelle Vergleichbarkeit der unterschiedlich ernährten Pflanzen wurde durch physiologische Messungen bestätigt. Jene Pflanzen, die mit Nitrat gedüngt wurden, wiesen unter erheblichen Trockenstressbedingungen eine Minderung PSII Effizienz auf, wohingegen die Effizienz der symbionischen Pflanzen unverändert blieb. Dies ist ein Hinweis auf ein erhöhtes Stressniveau der gedüngten Pflanzen.
Proteomische Analysen des Sprossmaterials ließen grundlegende Unterschiede zwischen den jeweiligen Kontrollen von gedüngten und symbiontischen Pflanzen sichtbar werden. Symbiontische Medicago truncatula Pflanzen hatten im Vergleich zu gedüngten Plfanzen höhere Abundanzen von enzymatischen Antioxidantien und von Enzymen der nicht-photo- synthetischen Energiegewinnung. Des Weiteren, war die Art der Antowort auf Trockenstress unterschiedlich. Das Expressionslevel der auf Wasserdefizit reagierenden Proteine wurde in gedüngten Pflanzen gernerell erhöht, wohingegen in symbiontischen der genau gegenteilige Trend beobachtet wurde.
Diese Ergebnisse führten zur folgenden Hypothese: Die erhöhte Trockentoleranz in symbiontischen Pflanzen könnte durch die, unter Kontrollbedingungen, höhere Abundanz an enzymatischen Antioxidantien und an Enzymen des zentralen Kohlenstoffmetabolismus bedingt sein. Somit könnten die durch Trockenstress vermehrt entstehenden reaktiven Sauerstoffspezies schneller beseitigt werden und ATP dem Chloroplasten zur Verfügung gestellt werden, um dort den schädlichen Effekten einer verminderten Photophosphorylierung entgegen zu wirken.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Medicago truncatula Trockenstress Fabaceae Proteomics symbiotische Stickstofffixierung Chlorophyllfluoreszenz stomatäre Leitfähigkeit stabile Isotope
Autor*innen
Christiana Staudinger
Haupttitel (Englisch)
Nitrogen-source related effects on drought stress response in Medicago truncatula
Paralleltitel (Deutsch)
Einfluss unterschiedlicher Stickstoffquellen auf die Trockenstressreaktion in Medicago truncatula
Publikationsjahr
2010
Umfangsangabe
64 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Wolfram Weckwerth
Klassifikation
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines
AC Nummer
AC08779415
Utheses ID
10743
Studienkennzahl
UA | 438 | | |