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Metabolite screening of Medicago truncatula applying salt and drought stress
Thomas Kolber
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Lehramtsstudium UF Chemie UF Biologie und Umweltkunde
Betreuer*in
Stefanie Wienkoop
DOI
10.25365/thesis.37520
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29573.20279.800865-5
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In ungestressten Pflanzen von Medicago truncatula zeigen die Stickstoff-fixierenden Pflanzen höhere Metabolitkonzentrationen auf als die gedüngten Pflanzen. Wenn man nun 2 Tage lang hohen Salzstress von 200 mM NaCl oder Trockenstress appliziert, dann weisen Stickstoff-fixierende Pflanzen meist geringere Metabolitkonzentrationen als gedüngten Pflanzen auf. Weiters konnte festgestellt werden, dass abiotischer Stress in den Wurzeln stärkere Reaktionen hervorruft als im Spross, und dies unabhängig, ob die Pflanze Stickstoff-fixierende Bakterien besitzt oder nicht.
Zusätzlich konnte herausgefunden werden, dass gedüngte Pflanzen mit 2 Tage langem Salzstress besser umgehen können als Stickstoff-fixierende; bei gedüngten Pflanzen sieht man fast keine signifikanten Metabolitkonzentrationsänderungen. Im selben Zusammenhang konnte gezeigt werden, dass die Einwirkdauer des Salzstresses ausschlaggebend für Metabolitkonzentrationsänderungen ist: Konkret, bei der Untersuchung der Wurzeln von Stickstoff-fixierenden Pflanzen wurde in dieser Studie gezeigt, dass nach 2 Tagen Salzstress die Konzentration zweier Metabolite des TCA- Zyklus gestiegen sind, hingegen in einer anderen Studie, bei der 6 Tage lange Salzstress appliziert wurde die Konzentrationen derselben Metabolite aber gesunken sind.
Interessanterweise weisen Pflanzen, die 2 Tage lang einem geringeren Salzstress ausgesetzt waren, eine stärkere Reaktion auf als Pflanzen, die höherem Salzstress ausgesetzt waren. Dabei befinden sich die signifikanten Metabolitkonzentrationsänderungen in den Sprossen und nicht in den Wurzeln. Weiters konnte Oxalsäure als geeigneter Marker für Salzstress identifiziert werden.
Gedüngte Pflanzen können mit Salzstress besser umgehen als mit Trockenstress. Bei Stickstoff-fixierenden Pflanzen ist es so, dass Salzstress hauptsächlich Aminosäuren und Metabolite des TCA-Zyklus beeinflussen, wogegen Trockenstress hauptsächlich Veränderungen von Zuckerkonzentrationen bedingt.
Eine weitere Auffälligkeit ist, dass in gedüngten Pflanzen nach 2 Tagen Trockenstress die Metabolitkonzentrationen in Wurzeln als auch im Spross erhöht sind, hingegen in Stickstoff-fixierenden Pflanzen bei gleicher Behandlung die entsprechenden Konzentrationen abgenommen haben.
Abstract
(Englisch)
Unstressed nitrogen-fixing plants of Medicago truncatula show higher metabolite concentrations as fertilized plants of the same species. However, applying intensive stress as 200mM salt stress or drought stress for 2 days, significant metabolite concentrations in nitrogen-fixing plants are mostly lower as in fertilized plants.
Furthermore, abiotic stress induces stronger response in roots than in shoots independent of the treatment and independent if the plant was fertilized or nitrogen-fixed.
Additionally, it was detected that fertilized plants can handle salt stress for 2 days much better than nitrogen-fixing plants. In detail, fertilized plants show almost no reaction to 2 days applied salt stress. In the same context, salt stress for 2 days increases the concentration of 2 metabolites of the TCA cycle in the roots of nitrogen-fixing plants however a decrease of these metabolites were detected in a different study after applying 6 days salt stress.
It was also shown, that less salt stress (50 mM NaCl) for 2 days induces a higher response than a more intensive salt stress (200 mM NaCl). Thereby, the difference of the number of significantly changed metabolites is located in the shoots and not in the roots. Furthermore, oxalic acid was found as a suitable marker for salt stress.
Moreover, fertilized plants can handle salt stress much better than drought stress. For nitrogen-fixing plants salt stress mainly influences amino acids and metabolites of the TCA cycle whereupon drought stress mainly influences sugars.
It is remarkable that after 2 days of drought stress all significant changes results in an increase of metabolite concentrations, not only in the shoots but also in the roots of fertilized plants. However, under the same conditions nitrogen-fixing plants react with a decrease of significant metabolite concentrations.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Medicago truncatula salt stress drought stress metabolites
Schlagwörter
(Deutsch)
Medicago truncatula Salzstress Trockenstress Metabolite
Autor*innen
Thomas Kolber
Haupttitel (Englisch)
Metabolite screening of Medicago truncatula applying salt and drought stress
Paralleltitel (Deutsch)
Metabolit-Screening bei Medicago truncatula unter Salz- und Trockenstress
Publikationsjahr
2015
Umfangsangabe
78 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Stefanie Wienkoop
Klassifikationen
35 Chemie > 35.26 Massenspektrometrie ,
42 Biologie > 42.41 Pflanzenphysiologie
AC Nummer
AC12307203
Utheses ID
33254
Studienkennzahl
UE | 190 | 423 | 445 | UA