Format:
Online-Ressource (PDF-Datei: 196 S., 4.759 kB)
,
Ill., graph. Darst.
Edition:
[2012]
Content:
Das Wachstum und Überleben von Pflanzen basiert auf der Photosynthese in den Blättern. Diese beinhaltet die Aufnahme von Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre und das simultane Einfangen von Lichtenergie zur Bildung organischer Moleküle. Diese werden nach dem Eintritt in den Metabolismus in viele andere Komponenten umgewandelt, welche die Grundlage für die Zunahme der Biomasse bilden. Blätter sind Organe, die auf die Fixierung von Kohlenstoffdioxid spezialisiert sind. Die Funktionen der Blätter beinhalten vor allem die Optimierung und Feinregulierung vieler Prozesse, um eine effektive Nutzung von Ressourcen und eine maximale Photosynthese zu gewährleisten. Es ist bekannt, dass sich die Morphologie der Blätter den Wachstumsbedingungen der Pflanze anpasst und eine wichtige Rolle bei der Optimierung der Photosynthese spielt. Trotzdem ist die Regulation dieser Art der Anpassung bisher nicht verstanden. Die allgemeine Zielsetzung dieser vorliegenden Arbeit ist das Verständnis wie das Wachstum und die Morphologie der Blätter im Modellorganismus Arabidopsis thaliana reguliert werden. Besondere Aufmerksamkeit wurde hierbei der Möglichkeit geschenkt, dass es interne metabolische Signale in der Pflanze geben könnte, die das Wachstum und die Entwicklung von Blättern beeinflussen. Um diese Fragestellung zu untersuchen, muss das Wachstum und die Entwicklung von Blättern oberhalb des Levels des einzelnen Organs und im Kontext der gesamten Pflanze betrachtet werden, weil Blätter nicht eigenständig wachsen, sondern von Ressourcen und regulatorischen Einflüssen der ganzen Pflanze abhängig sind. Aufgrund der Komplexität dieser Fragestellung wurden drei komplementäre Ansätze durchgeführt. Im ersten und spezifischsten Ansatz wurde untersucht ob eine flussabwärts liegende Komponente des Zucker-Signalwegs, Trehalose-6-Phosphat (Tre-6-P), das Blattwachstum und die Blattentwicklung beinflussen kann. Um diese Frage zu beantworten wurden transgene Arabidopsis-Linien mit einem gestörten Gehalt von Tre-6-P durch die Expression von bakteriellen Proteinen die in dem metabolismus von trehalose beteiligt sind. Die Pflanzen-Linien wurden unter Standard-Bendingungen in Erde angebaut und ihr Metabolismus und ihre Blattmorphologie untersucht. Diese Experimente führten auch zu einem unerwarteten Projekt hinsichtlich einer möglichen Rolle von Tre-6-P in der Regulation der Stomata. In einem zweiten, allgemeineren Ansatz wurde untersucht, ob Änderungen im Zucker-Gehalt der Pflanzen die Morphogenese der Blätter als Antwort auf Licht beeinflussen. Dazu wurden eine Reihe von Mutanten, die im Zentralmetabolismus beeinträchtigt sind, in derselben Lichtbedingung angezogen und bezüglich ihrer Blattmorphologie analysiert. In einem dritten noch allgemeineren Ansatz wurde die natürliche Variation von morphologischen Ausprägungen der Blätter und Rosette anhand von wilden Arabidopsis Ökotypen untersucht, um zu verstehen wie sich die Blattmorphologie auf die Blattfunktion und das gesamte Pflanzenwachstum auswirkt und wie unterschiedliche Eigenschaften miteinander verknüpft sind. Das Verhältnis der Blattanzahl zum Gesamtwachstum der Pflanze und Blattgröße wurde gesondert weiter untersucht durch eine Normalisierung der Blattanzahl auf das Frischgewicht der Rosette, um den Parameter „leafing Intensity“ abzuschätzen. Leafing Intensity integrierte Blattanzahl, Blattgröße und gesamtes Rosettenwachstum in einer Reihe von Kompromiss-Interaktionen, die in einem Wachstumsvorteil resultieren, wenn Pflanzen weniger, aber größere Blätter pro Einheit Biomasse ausbilden. Dies führte zu einem theoretischen Ansatz in dem ein einfaches allometrisch mathematisches Modell konstruiert wurde, um Blattanzahl, Blattgröße und Pflanzenwachstum im Kontext der gesamten Pflanze Arabidopsis zu verknüpfen.
Note:
Potsdam, Univ., Diss., 2011
Additional Edition:
Druckausg. Ivakov, Alexander Metabolic interactions in leaf development in Arabidopsis thaliana Potsdam, 2012
Language:
English
Keywords:
Hochschulschrift
URN:
urn:nbn:de:kobv:517-opus-59730
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