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Function of floral pigments in the orchid genus Ophrys

Doris Kheim

Art der Arbeit

Diplomarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Betreuer*in

Franz Hadacek

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DOI

10.25365/thesis.3643

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-30233.21717.247964-9

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

In der Orchideengattung Ophrys zeigen O. holoserica und O. untchii drei unterschiedliche Färbungen der äußeren Tepalen, weiß, grün und pink. Mögliche Unterschiede in der Pigment Zusammensetzung, die individuelle antioxidative Aktivität in den unterschiedlich gefärbten Blütenblättern sowie ein möglicher Einfluss auf das Bestäuber Verhalten wurden in dieser Studie untersucht. 1% angesäuerte Methanolextrakte der äußeren Tepalen von O. holoserica, O. untchjii und grüne Tepalen von O. sphegodes, gesammelt an vier Standorten, wurden mit HPLC / DAD analysiert. HPLC – Profile wurden mit principle component analysis (PCA) verglichen und den jeweiligen Emissionsspektren der Tepalen gegenübergestellt. Eluierte Substanzen wurden mittels UV/ VIS -Detektion und Vergleich mit einer Spektrenbibliothek klassifiziert. Die antioxidative Aktivität wurde durch Differential Puls Voltammetrie (DPV) beziehungsweise Zyklischer Voltammetrie (CV) erfasst. Flavonoide, genauer die Flavonole Quercetin- und Kaempferolglykoside, stellten die vorherrschende Pigmentklasse in allen Extrakten dar. Anthocyane wurden ausschließlich in Extrakten der pink gefärbten Tepalen detektiert, allerdings nur in Spuren. UV Spektren einiger, in beinahe allen Messungen bemerkten Peaks deuteten auf die Anwesenheit acylierter Quercetin- und Kaempferol-Derivate hin. Zimtsäure Derivate wurden als höchstwahrscheinliche Acyl- Einheiten vermutet und überdies auch einzeln in fast allen Extrakten gefunden. Alle unterschiedlich gefärbten äußeren Tepalen zeigten antioxidative Aktivität, wobei sie bei pink gefärbten am Höchsten und bei weiß gefärbten am Niedrigsten zu beobachten war. Die Analyse durch PCA zeigte eine deutliche Clusterung zwischen den Aufsammlungen der zwei verschiedenen Jahre, hervorgerufen durch unterschiedliche Umweltbedingungen. Das Frühjahr 2007 war durch lange Trockenperioden und wenig Niederschlag geprägt, während 2008 eine kühlere Witterung und reichliche Niederschläge vorherrschten, was bessere Wachstumsbedingungen für Orchideen ermöglichte. Keine deutliche Gruppierung was hingegen zwischen den Pigment Komponenten der drei unterschiedlich gefärbten Tepalen, oder zwischen den vier Standorten zu beobachten. Eine leichte Gruppierung konnte nur bei pink gefärbten äußeren Tepalen feststellt werden, aufgrund der, nur in ihnen enthaltenen, Anthocyane. Verhaltensexperimente an den Bestäubern zeigten zwar eine Präferenz von Blüten mit pink gefärbtem äußeren Perigon, allerdings wurde dies als sekundäre Anlockung interpretiert. Ohne die Attraktivität durch emittierte Duftstoffe, den Sexpheromonen der weiblichen Individuen der Bestäuber, sind Ophrys Blüten für Bestäuber uninteressant. Dies deutete abermals auf eine primäre Funktion der Blütenpigmente als Schutz der Pflanze vor Stress wie etwa vor starker UV-Strahlung und Schutz durch ihre Aktivität als Radikalfänger.

Abstract

(Englisch)

Individuals of O. holoserica and O. untchjii exhibit three different outer perigone colours, white, green and pink. O. sphegodes shows green outer tepals only. Accessions in two years from four sites were collected. Acidified methanol extracts of outer tepals were chromatographed over Amberlite XAD1180 and analyzed by HPLC/UV. Detected pigment compounds were classified by UV/VIS spectra and tentatively identified by an in-house spectra library and comparison to literature. HPLC profiles were analysed by principle component analysis (PCA) and compared to spectral reflection measurements. The redox activity of the extracts was determined by differential pulse voltammetry. Predominantly quercetin and kaempferol glycosides were detected in all samples throughout. Anthocyanins were exclusively found in traces in extracts of pink outer tepals. Nearly all samples displayed a presence of some quercetin and kaempferol glycosides, which were supposed to be acylated, as well as some cinnamic acid derivatives. Notable antioxidant activity was demonstrated in all samples throughout, although pink and green outer tepal extracts showed a higher redox activity than white. Spectral reflection appeared characteristic for each tepal colour and did not correlate with HPLC profiles. PCA showed, that the pigment composition was neither dependent on a certain tepal colour, nor on a particular site. A separate cluster was formed by pink outer tepals because of the presence of anthocyanins. Significant differences in pigment compositions did occur between accessions of different years, rather referring to a reaction to stress and a relation to different environmental conditions in the two years.

Autor*innen

Doris Kheim

Haupttitel (Englisch)

Function of floral pigments in the orchid genus Ophrys

Paralleltitel (Deutsch)

Funktion von Blütenpigmenten in der Orchideengattung Ophrys

Publikationsjahr

2009

Umfangsangabe

82 S. : Ill., graph. Darst.

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Franz Hadacek

Klassifikationen

35 Chemie > 35.07 Chemisches Labor, chemische Methoden ,

35 Chemie > 35.16 Photochemie ,

35 Chemie > 35.25 Spektrochemische Analyse ,

35 Chemie > 35.27 Elektrochemische Analyse ,

35 Chemie > 35.29 Chromatographische Analyse, Elektrophorese ,

35 Chemie > 35.61 Funktionelle Gruppen ,

42 Biologie > 42.38 Botanik: Allgemeines ,

42 Biologie > 42.41 Pflanzenphysiologie ,

42 Biologie > 42.44 Pflanzengeographie, Pflanzenökologie, Pflanzensoziologie ,

42 Biologie > 42.47 Spezielle Botanik: Allgemeines

AC Nummer

AC07711406

Utheses ID

3200

Studienkennzahl

UA | 438 | | |

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