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Genexpressionsprofil der Flavonoidbiosynthese in der Kamille, Matricaria chamomilla (Asteraceae)
Lisa Marie Saphir
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Pharmazie
Betreuer*in
Johannes Novak
DOI
10.25365/thesis.71222
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-14778.19414.932627-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die echte Kamille (Matricaria chamomilla L., Asteraceae) findet als Heilpflanze der Pharmazie schon seit Jahr-hunderten ihre Verwendung. Die Pflanze bietet ein umfangreiches Wirkungsspektrum, welches nicht zuletzt zu einem Gutteil den Flavonoiden zugeschrieben werden kann. Allen voran die Flavone Apigenin und Luteolin, aber auch Flavonole wie Quercetin ermöglichen der Kamille entzündungshemmend, heilend und krampflösend zu wirken. Die Produktion dieser Flavonoide in der Pflanze ist weitgehend untersucht und die beteiligten Enzyme der Wis-senschaft bereits bekannt. Außerdem ist die Kenntnis der Flavonoidmenge und Art verschiedener Pflanzenorga-ne schon seit längerem Teil der Literatur. Diese Arbeit ermöglicht es, die Synthese der Flavonoide, mittels Gen-expressionsanalyse der wichtigsten Enzyme, zu untersuchen, um die Ergebnisse in weiterer Folge mit den tat-sächlich enthaltenen Flavonoiden in Korrelation zu bringen.
Für diese Masterarbeit wurden Proben von zwei verschiedenen Individuen (Bona 11/18 und Degumilla 8) in drei verschiedenen Reifestadien der Blüte (jung, mittel, alt) genommen. Dieses Vorgehen beantwortet Fragen nach Individuenunterschiede und mögliche Flavonoidabweichungen, in Abhängigkeit zur Blütenreife. Für die Genex-pressionsanaylse der zehn unterschiedlichen, für die Flavonoidsynthese wichtigen, Gene wurde die Methodik der qPCR Analytik verwendet. Die Untersuchung der Proben auf die enthaltenen Pflanzenstoffe erfolgte mithilfe der HPLC-Technik.
Die Durchführung der Untersuchung an zwei verschiedenen Individuen bestätigt erhebliche Sortendiversität, sowohl in Bezug auf die Genexpression der Enzyme, als auch auf das Inhaltsstoffmuster der Flavonoide. Apigenin wird als mengenmäßig wichtigstes Flavon eindeutig identifiziert und dieses mit der Expression der beteiligten Enzyme für die Synthese in Korrelation gebracht. Es wird ein definitiver Abfall der Enzymexpression mit zuneh-mender Reifung der Blüte beobachtet. Weiters wurden drei Glykosyltransferasen auf mögliche Zusammenhänge mit Flavonoidglycosylierung untersucht. Die Ergebnisse bestätigten den Zusammenhang der Expression dieser Enzyme mit den Flavonoidmustern. Der genaue Zusammenhang muss aber in weitergehenden Untersuchungen noch festgestellt werden. Die beiden Transkriptionsfaktoren MYB und WD40 sind bekanntermaßen für die Ex-pression einiger Flavonoidgene verantwortlich. Hier konnten die Ergebnisse allerdings keinen überzeugenden Hinweis darauf liefern.
Weiterführende Forschung mit anderen Individuen oder weiteren Pflanzen aus der Familie der Asteraceaen wären sinnvoll. Außerdem bietet diese Arbeit die Möglichkeit weiterführender Investigation der beteiligten Enzyme, mithilfe von Enzymtests oder weiterer Analysen der gefunden Flavonoide über Massenspektrometrie (MS).
Abstract
(Englisch)
The true chamomile (Matricaria chamomilla L., Asteraceae) has been used as a medicinal plant in pharmacy for centuries. The plant offers an extensive spectrum of effects, which can be attributed in no small part to the fla-vonoids. First and foremost the flavones apigenin and luteolin, but also flavonols such as quercetin enable cham-omile to have an anti-inflammatory, healing and antispasmodic effect.
The production of these flavonoids in the plant has been widely studied and the enzymes involved are already known to science. In addition, knowledge of the flavonoid amount and type of different plant organisms has been part of the literature for some time. This work makes it possible to investigate the synthesis of flavonoids by means of gene expression analysis of the most important enzymes, in order to subsequently reconcile the results with the flavonoids actually contained.
For this master thesis, samples were taken from two different individuals (Bona 11/18 and Degumilla 8) at three different stages of flower maturity (young, medium, old). This approach answers questions about individual dif-ferences and possible flavonoid deviations depending on flower maturity. For the gene expression analysis of the ten different genes important for flavonoid synthesis, the methodology of qPCR analysis was used. The samples were analysed for the plant substances they contained using the HPLC technique.
The analysis of two different individuals confirmed considerable varietal diversity, both with regard to the gene expression of the enzymes and the content pattern of the flavonoids. Apigenin is clearly identified as the most important flavone in terms of quantity and this is correlated with the expression of the enzymes involved for synthesis. A definite decrease in the enzyme expression is observed as the flower matures. For glycosilation of flavonoids, three candidate glycosyltransferases were analyzed. From their expression pattern it is indeed very likely that they are responsible for flavonoid glycosilations. However, further research is needed here. The tran-scription factors MYB and WD40 are said to contribute to flavonoid gene expression. However, here the correla-tion in expression to flavonoid genes is not so convincing.
Further research with other individuals or other plants from the Asteraceae family would be useful. In addition, this work offers the possibility of further investigation of the enzymes involved, with the help of enzyme tests or further analyses of the flavonoids found via mass spectrometry (MS).
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Kamille Flavonoide Genexpression Flavonoidbiosynthese Enzyme qPCR HPLC
Autor*innen
Lisa Marie Saphir
Haupttitel (Deutsch)
Genexpressionsprofil der Flavonoidbiosynthese in der Kamille, Matricaria chamomilla (Asteraceae)
Publikationsjahr
2022
Umfangsangabe
85 Seiten : Illustrationen
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Johannes Novak
Klassifikationen
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.30 Naturwissenschaften in Beziehung zu anderen Fachgebieten ,
44 Medizin > 44.41 Pharmazeutische Biologie
AC Nummer
AC16545549
Utheses ID
62185
Studienkennzahl
UA | 066 | 605 | |