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Klonale Vermehrung einer Pappel-Hybride unter photoautotrophen Bedingungen

Silvia Schuhleitner

Art der Arbeit

Diplomarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Betreuer*in

Christoph Wawrosch

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DOI

10.25365/thesis.34557

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29092.30780.717359-2

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Das Thema der vorliegenden Arbeit ist die photoautotrophe in vitro-Kultivierung einer Pappel-Hybride. Aufgrund ihres schnellen und üppigen Wachstums werden Pappeln nicht nur in der Holz- und Papierindustrie verwendet, sondern werden auch als vielversprechende, erneuerbare Energieträger der Zukunft angesehen. Die in vitro-Kultivierung stellt eine gute Möglichkeit dar, die steigende Nachfrage das ganze Jahr über zu decken. Untersuchungsgegenstand der vorliegenden Arbeit war die Findung optimaler Bedingungen zur Etablierung einer photoautotrophen in vitro-Kultur der Pappel-Hybride 741. Dazu wurden die Auswirkungen der Saccharosekonzentration im Nährmedium (0, 1, 2 oder 3 %), Lichtintensität (40, 100 und 200 µM•m-2•s-1 PPF) und CO2-Konzentration der Atmosphäre (0 oder 5 %) auf das Wachstum der Kulturen untersucht. Die beiden höheren Lichtintensitäten hatten einen positiven Einfluss auf Blattfläche, Nodienzahl und Frischgewicht. Weiters waren 100 µM•m 2•s-1 PPF für den Chlorophyllgehalt und 200 µM•m-2•s-1 PPF für die Sprosslänge vorteilhaft. Nur auf die Blattzahl hatte die Lichtstärke keine Auswirkungen. 5 % CO2-Gehalt der Atmosphäre hatte einen hohen Chlorophyllgehalt der Blätter, eine höhere Nodienzahl bei zuckerhältigen Nährmedien sowie eine höhere Blattzahl bei 3 % Saccharose zur Folge. Hingegen war die Blattzahl bei 0 % CO2 und saccharosefreiem Medium am höchsten. Die unterschiedlichen CO2-Konzentrationen zeigten auf Blattfläche, Frischgewicht und Sprosslänge keine Auswirkungen. Keine oder wenig Saccharose wirkten sich positiv auf Blattzahl, Nodienzahl und Frischgewicht aus. Der Chlorophyllgehalt der Blätter war mit steigender Saccharosekonzentration am höchsten. Während die Sprosse ohne Saccharose im Nährmedium am längsten waren, war Saccharose für große Blattflächen essentiell. Es konnten tendenziell aussichtsreiche Ergebnisse zur Etablierung von photoautotrophen in vitro-Kulturen des Pappel-Hybrids 741 erzielt werden. Im Rahmen der Versuche wurden an allen Explantaten Wurzeln gebildet, die jedoch in der vorliegenden Arbeit nicht weiter untersucht wurden. Möglicherweise haben photoautotrophe Kulturbedingungen Einfluss auf die Bewurzelung. Dies sollte in weiterführenden Versuchen analysiert werden. Weiters könnten höhere Saccharosekonzentrationen negative Auswirkungen auf das Pappelwachstum haben, deshalb wären entsprechende Versuche mit 4 oder 5 % Saccharose empfehlenswert. Es wäre schlussendlich auch interessant, den Einfluss des von den Explantaten produzierten Ethylens auf das Wachstum der Pappel-Hybride 741 zu untersuchen.

Abstract

(Englisch)

The topic of the present study is the photoautotrophic in vitro-cultivation of a poplar-hybrid. Due to their fast and profuse growth poplars are not only used in the timber and paper industry, they are also considered as a renewable energy source of the future. The in vitro-cultivation represents a good possibility to supply the increasing demand for poplars. The object of the present study was the determination of optimal culture conditions for the establishment of a photoautotrophic in vitro-culture of the poplar-hybrid 741. Therefore the effects of sucrose concentration in the culture medium (0, 1, 2 or 3 %), light intensity (40, 100 or 200 µM•m-2•s-1 PPF) and CO2-concentration of the ambient atmosphere (0 or 5 %) on the growth of the cultures were investigated. The two higher light intensities had a positive effect on leaf area, number of nodes per shoot and fresh weight. Moreover, 100 µM•m-2•s-1 PPF were advantageous for the chlorophyll content of the leaves and 200 µM•m-2•s-1 PPF for the shoot length. The light intensity had no effect on the number of leaves per shoot. 5 % CO2 in the air resulted in higher chlorophyll content of the leaves, a higher number of nodes per shoot with sugar containing media as well as a higher number of leaves per shoot on media with 3 % sugar. Under 0 % CO2 the number of leaves was highest by using sugar free medium. The different CO2 concentrations had no effect on leaf area, fresh weight and shoot length. Low or no sugar had a positive impact on number of leaves, number of nodes per shoot and fresh weight. The chlorophyll content of the leaves was higher with increasing sucrose concentration. While shoots with no sugar in the media were the longest, sucrose was essential for large leaf areas. Promising results for the establishment of photoautotrophic in vitro-cultures of the poplar-hybrid 741 could be obtained. Within the experiment all explants formed roots, which however were not analyzed more closely in the present study. Photoautotrophic culture conditions may have effects on rooting, this should be explored in a further study. Moreover, higher sucrose concentrations could have a negative impact on poplar growth. Therefore experiments with 4 or 5% sucrose are recommended. Finally, it would be interesting to investigate the influence of ethylene produced by the explants on the growth of poplar-hybrid 741.

Autor*innen

Silvia Schuhleitner

Haupttitel (Deutsch)

Klonale Vermehrung einer Pappel-Hybride unter photoautotrophen Bedingungen

Publikationsjahr

2014

Umfangsangabe

62 S. : Ill., graf. Darst.

Sprache

Deutsch

Beurteiler*in

Christoph Wawrosch

Klassifikation

58 Chemische Technik > 58.30 Biotechnologie

AC Nummer

AC12083126

Utheses ID

30672

Studienkennzahl

UA | 449 | | |

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