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Primula auricula L. (Primulaceae)
phytochemistry, frost resistance and anatomical studies
Florian Brunner
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Botany
Betreuer*in
Karin Vetschera
Mitbetreuer*in
Johann Schinnerl
DOI
10.25365/thesis.78465
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-23117.08297.287266-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die gelb blühende krautige Primula auricula L. ist weit verbreitet in kalkhaltigen montanen bis hochalpinen Regionen Zentraleuropas. Sie ist bekannt für die mit freiem Auge gut sichtbare Produktion eines mehligen Exsudats auf Flavonoidbasis, welches in rezenten Studien mit Frostresistenz assoziiert wurde. Ihr unterirdisches Rhizom, welches als Stärkespeicher zur Überwinterung fungiert, wurde jedoch bisher wissenschaftlich kaum untersucht. Dementsprechend erfolgte innerhalb dieser Studie eine phytochemische Analyse des Rhizoms von P. auricula, in welcher zwölf Substanzen identifiziert wurden, davon eine in Pflanzen bislang unbekannte Verbindung. Insgesamt wurden neben vier Hydroxybenzoesäure- und Hydroxyzimtsäurederivaten (4,5,6,7) drei Acetophenon-Derivate gefunden. Paeonol (1) war hiervon das einzige Acetophenon bekannt aus dem P. auricula Rhizom, nun wurden zusätzlich Piceol (2) und Apocynin (3) isoliert. Die bemerkenswertesten identifizierten Substanzen stellen jedoch fünf Alkylresorcine dar, davon vier sogenannte bis-5-Alkylresorcine, welche bisher nur in wenigen Pflanzenfamilien weltweit festgestellt werden konnten. Die bis-5-Alkylresorcine Striatol (9), Bis-Norstriatol (11) und Mono-Norstriatol (12) wurden zusammen mit 5-[12-(3,5-Dihydroxy-4-Methylphenyl)Dodecyl]-2-Methylbenzen 1,3-diol (10) isoliert, welches bis dato als natürlich vorkommende Substanz unbeschrieben war. Diese phytochemischen Analysen wurden mit anatomischen Untersuchungen kombiniert, welche die nicht vorhandene Differenzierung des P. auricula Rhizoms in Mark und Rindengewebe, zusammen mit der Präsenz eines Leitbündelnetzwerks bestätigten. Zusätzlich wurde das eingangs beschriebene Exsudat in bisher nicht untersuchten Populationen auf geografisch bedingte Diversifikation hin analysiert, wobei Indizien für eine weitgehend einheitliche Produktion innerhalb österreichischer Populationen im August gefunden wurden. Da jenes markante mehlige Exsudat mit Frostresistenz assoziiert wurde, wurden weiters erstmals Frostexperimente mit P. auricula durchgeführt. Diese deuten auf eine hohe Anpassungsfähigkeit von P. auricula in Bezug auf ihre Frosttoleranz hin. Es konnte eine minimale Frostresistenz von -5 °C im April gezeigt werden und oberhalb dieser Temperatur wurde kaum Eisbildung im Palisadenparenchym festgestellt. Im Gesamten konnte die durchgeführte Studie unser Verständnis zu ökologischen und phytochemischen Anpassungen von P. auricula klar erweitern und neue Einblicke in die Überlebensstrategien alpiner Flora liefern.
Abstract
(Englisch)
The yellow-flowering, herbaceous Primula auricula L. is a Central European plant, frequently growing on calcareous soils from montane to high alpine elevations. It is widely recognized for producing abundant flavonoid-based farinose exudate, thought to enhance frost resistance in the harsh conditions of alpine environments. However, its prominent rhizome, serving as a starch reservoir during winter dormancy, has remained largely unexplored in terms of phytochemical composition. This study shows the identification of twelve phytochemicals in P. auricula rhizome, including one compound newly characterized in plants, and combines these results with modern anatomical studies. Besides four hydroxycinnamic and hydroxybenzoic acid derivatives (4,5,6,7), the rhizome analysis newly revealed the presence of the acetophenones piceol (2) and apocynin (3), while previously only paeonol (1) had been reported. Remarkably, five alkylresorcinols were identified, four of them bis-5-alkylresorcinols, which have previously only been known from a few plant families worldwide. The bis-5-alkylresorcinols striatol (9), bis-norstriatol (11) and mono-norstriatol (12) were identified together with 5-[12-(3,5-dihydroxy-4-methylphenyl)dodecyl]-2-methylbenzene-1,3-diol (10), which has not been described as a natural compound so far. Additionally, microscopic studies confirmed lack of a clear differentiation into pith and cortex within the rhizome. Furthermore, the previously mentioned exudate was analysed in yet unstudied populations regarding geographically based divergences, revealing a relatively uniform chemical profile among Austrian populations in August. Moreover, in pioneering experiments on frost resistance of P. auricula, a high responsiveness in frost adaption was indicated. All populations showed a minimum freezing resistance of -5 °C in April, with virtually no ice formation in the palisade parenchyma between 0 and -5 °C. In summary, this study deepens the understanding of survival strategies above and below ground in P. auricula and provides new perspectives on alpine plant adaptation.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Primula auricula Phytochemie Rhizom Eksudat Bis-5-Alkylresorcine Primula Alpenvegetation Frosttoleranz Alpenblume Striatol
Schlagwörter
(Englisch)
phytochemistry frost resistance striatol bis-5-alkylresorcinols rhizome Primula rhizome chemistry Primula auricula
Autor*innen
Florian Brunner
Haupttitel (Englisch)
Primula auricula L. (Primulaceae)
Hauptuntertitel (Englisch)
phytochemistry, frost resistance and anatomical studies
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
99 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Karin Vetschera
Klassifikation
42 Biologie > 42.38 Botanik. Allgemeines
AC Nummer
AC17537252
Utheses ID
75979
Studienkennzahl
UA | 066 | 832 | |