Das Projekt "Anpassung des symplastischen Transports an das wechselnde Milieu des Apoplasten und seine Wirkung auf die Einstellung dieses Milieus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Geographisches Institut, Schwerpunkt Geoökologie, Regionale Umweltanalyse und -planung durchgeführt. Die ersten drei Jahre des Projektes standen im Dienste zweier Aufgaben, die erheblich schwieriger waren, als anfangs gedacht: 1. Entwicklung von Verfahren zur Excised-Patch und Whole-Cell Präparation von Xylemkontaktzellen des Mais. Hinzu kam der Nachweis, daß die LBS Zellen in Venen 3. Ordnung in direktem Kontakt mit den Xylemelementen tatsächlich der Ort des Aus- tausches zwischen Symplast und Apoplast sind.Nachdem diese Fragen nun gelöst sind, gilt das Interesse im letzten Förderungsabschnitt der physiologischen Rolle des Transportes zwischen Symplast und Apoplast. Bereits vorliegende Ergebnisse zeigen dabei die Richtung an. 1. Die gemessene pH-Abhängigkeit des dominanten K+-Kanals im whole-cell Präparat der Xylemkontaktzellen (die dem der Mesophyllzellen entgegengesetzt ist) scheint der Funktion des Kanals für den Ladungsausgleich in Cotransportregionen (z.B. für die Aufnahme von NO3 oder Cl) aus dem Xylem angepaßt zu sein. 2. Die Fähigkeit des Inward K+-Kanals, bei K+Mangel Na+ durchzulassen, ist sicher wichtig für den Einfluß von K+ Mangel bei Salzstress...Gegen Ende der Förderungsperiode sollte genug Datenmaterial vorliegen, daß die zu Anfang des Projektes begonnene, aber aufgrund des Datenmangels eingefrorene Modellierung der Flußbilanzen wieder aufgegriffen wird, indem das bereits bestehende Computerprogramm für 2 Teilapoplasten erweitert wird. Hierfür ist neben der Kenntnis der Plasmalemmatransporter (dieser Antrag) sowie der Zu- und Abfuhr durch Xylem und Phloem (Anträge Schurr, Zimmermann, Heldt) auch die Kenntnis der Driving forces für die Flüsse und der Pufferkapazitäten in den Apoplasten notwendig. Pufferkapazitäten und fluorometrisch gemessene Ionenkonzentrationen werden aus der Zusammenarbeit vor Ort mit der Arbeitsgruppe Sattelmacher bekannt sein. Die Bestimmung der Membranspannungen, der osmotischen Gradienten und auch der mit Mikroelektroden gemessenen Ionenkonzentrationen ist aus diesem Antrag ausgeklammert worden und soll in einem gemeinsamen Projekt mit der Arbeitsgruppe Zimmermann (Würzburg) gewonnen werden (s. Antrag Zimmermann, Hansen, Sattelmacher).
Das Projekt "Mechanistische Untersuchungen zur Beladung des Apoplasten mit Ca(2+)-Ionen nach Applikation auf Blaetter und Fruechte: Die Permeabilitaet pflanzl. Kutikeln f. Calciumsalze u. d. Einfluss der Anionen sowie d. kutikulaeren Wachse auf die Permeabilitaet" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Institut für Gemüse- und Obstbau, Abteilung Obstbau durchgeführt. Zur Therapie von Kalziummangelsymptomen bei Kulturpflanzen muessen oft wasserloesliche Kalziumsalze auf Blaetter und andere oberirdische Organe appliziert werden. Es wird untersucht, welche umweltfreundliche Anionen geeignet sind, und wie die Durchlaessigkeit der Kutiklen fuer diese Kalziumsalze durch Additive mit umweltgerechtem Profil erhoeht werden kann.
Das Projekt "Einfluß von Mangan auf Redoxprozesse im Blattapoplasten und deren Bedeutung für die Mangan-Gewebetoleranz bei Cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Fachbereich Gartenbau, Institut für Pflanzenernährung durchgeführt. Die physiologischen Ursachen von Mn-Toxizität und Unterschieden in der Mn-Gewebetoleranz in Abhängigkeit vom Genotyp, Blattalter, Si-Versorgung und Form der N-Ernährung (NO3-N versus NH4-N) sind noch weitgehend ungeklärt. Vorliegende Informationen aus der Literatur und insbesondere die eigenen Vorarbeiten weisen darauf hin, daß die Wirkungen von Mn auf Redoxprozesse im Blattapoplasten entscheidend für Mn-Toxizität und Mn-Toleranz sind. Im Vordergrund des beantragten Vorhabens soll daher die Untersuchung dieses Kompartiments stehen. Bei Cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) soll mit Hilfe von histochemischen Methoden überprüft werden, ob ein erhöhtes Mn-Angebot zu einem vermehrten Auftreten von reaktiven Sauerstoffspezies im Zellwandbereich führt. Neben der Bestimmung der antioxidativen Substanzen Ascorbinsäure, Glutathion und a-Tocopherol (Zusammenarbeit mit der AG Noga, Universität Bonn) des Apoplasten und Cytosols, des im Cytoplasma vorliegenden regenerativen Halliwell-Asada-Zyklus (Monodehydroascorbat- und Dehydroascorbat-Reduktase bzw. Glutathion-Reduktase) soll eine Charakterisierung der im Blattapoplasten lokalisierten Enzyme Peroxidase und Superoxid-Dismutase sowie der im Apoplasten vorkommenden Phenole vorgenommen werden, deren Zusammensetzung als mitentscheidend für die physiologischen Ursachen der Mn-Gewebetoleranz angesehen wird. Aufgrund der erwarteten Parallelen zwischen Mn- und Ozon-Toxizität soll vergleichend auch die Mn- bzw. Ozon-Toleranz verschiedener Pflanzenarten in Kooperation mit der AG Langebartels (GSF, Oberschleißheim) untersucht werden. Die Freisetzung von Ethan und Ethen als Indikatoren von Membranperoxidation soll mit Hilfe der hochempfindlichen Technik der Photoakustik in Zusammenarbeit mit der AG Kühnemann (Universität Bonn) bestimmt werden. Es wird erwartet, daß das Vorhaben zur Klärung der physiologischen Ursachen von Mn-Toxizität und Mn-Toleranz beiträgt.
Das Projekt "Der Apoplast mykorrhizierter Wurzeln, Ort der Nährstoffanlieferung und Reaktionsraum für den Nährstofftransfer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für Umweltforschung und Umwelttechnologie, Abteilung 2 Angewandte Botanik,Physiologische Pflanzenanatomie durchgeführt. Bei den meisten bestandsbildenden Waldbäumen, aber auch bei krautigen Pflanzen, ist die Mykorrhiza, eine enge Symbiose zwischen Pflanzenwurzeln und Bodenpilzen, von entscheidender Bedeutung für die Nährstoffversorgung. Charakteristische Strukturmerkmale der ektrotrophen Form dieser Symbiose, die im wesentlichen bei holzigen Pflanzen ausgebildet wird, sind die Bildung eines Hyphenmantels, der locker aufgebaut, aber auch sehr komplex ausgestaltet sein kann und die Wurzel vollständig umschließt, und eines Hartig'schen Netzes, das eine apoplastische Stoffaustauschzone mit transferzellartigen Strukturen darstellt. Kontrovers wird die Möglichkeit und Bedeutung der rein apoplastischen Nährstoffanlieferung von der Bodenlösung über den Hyphenmantel an diese Austauschzone diskutiert, wobei deren mögliche Begrenzung eine vollständige Abhängigkeit der Wurzel hinsichtlich der Nährstoffversorgung von ihrem pilzlichen Symbiosepartner bedeutet. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, einerseits die apoplastische Permeabilität des Hyphenmantels bei verschiedenen Mykorrhiza-Assoziationen der Kiefer und Pappel zu untersuchen und zum anderen den Apoplasten im Bereich des Hartig'schen Netzes bezüglich der Nähr- und Schadstoffbereitstellung wie auch des pH-Wertes näher zu charakterisieren, um damit Aussagen über den Beitrag der Mykorrhiza zur Nährstoffversorgung des pflanzlichen Symbiosepartners treffen zu können.
Das Projekt "Die Wirkung von Umweltstress auf Zellwandreaktionen Hoeherer Pflanzen: Schwermetalltoxizitaet und Salinitaet" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bielefeld, Lehrstuhl für Stoffwechselphysiologie und Biochemie der Pflanzen durchgeführt. Der Extrazellularraum (Apoplast) der hoeheren Pflanze ist fuer das Wachstum und die Anpassung an Umweltbedingungen von zentraler Bedeutung. Stressoren wie Schwermetalle, erhoehter Salzgehalt des Bodens oder Luftschadstoffe fuehren zu Stoerungen in der Biochemie des Apoplasten und induzieren Anpassungsreaktionen, die wiederum das Wachstum hemmen oder unter den Stressbedingungen foerdern koennen. Die bisherigen Untersuchungen zeigen, dass die verschiedenen Umweltstressoren im Apoplasten aehnliche Reaktionen induzieren, die molekularbiologisch und biochemisch detailliert untersucht werden muessen, um das Wachstum und Ueberleben von Pflanzen unter Stressbedingungen zu verstehen.
Das Projekt "Proteomanalytische Untersuchung der Expansin-vermittelten Wachstumsdepression zweier unterschiedlich salzresistenter Maishybriden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Institut für Biologie I, Abteilung Allgemeine und Angewandte Botanik durchgeführt. Bodensalinität hat einen gravierenden Einfluss auf den Ernährungszustand und das Wachstum von Kulturpflanzen. Salzstress vermindert das Wachstum von Kulturpflanzen. Voruntersuchungen haben gezeigt, dass Salzstress bei Mais zu einer Alkalisierung des Apoplasten führt. Expansine sind apoplastische Proteine die für die Extensibilität der Zellwand und deren Wachstum verantwortlich sind. Sie haben ein saures pH-Optimum. Erste proteomanalytische Voruntersuchungen haben auch gezeigt, dass Expansine unter Salzstress vermindert werden und dass sie damit vermutlich wesentlich zur Wachstumsreduktion beitragen. Im vorliegenden Projekt soll die Regulation einzelner Expansin-Isoformen auf Transkriptebene sowie proteomanalytisch untersucht werden. Ein Expansinantikörper mit dessen Hilfe die Regulation einzelner Isoformen quantitativ in (2D-)Western-Blots sowie histologisch nachgewiesen werden kann, soll zum Einsatz kommen. Dazu sollen Kurzzeit- und Langzeit-Salzstress in verschiedenen Segmenten von Maisblättern untersucht werden. Weiterhin sollen das unterschiedliche Anpassungsvermögen mittels sensitiver und resistenter Maishybriden untersucht werden. Des Weiteren könnten Expansin-Isoformen auch durch posttranslationale Modifikationen reguliert werden. Im geplanten Projekt sollen daher Proteinphosphorylierungen an apoplastischen Proteinen untersucht werden. Optional soll im letzten Zeitraum des Antrags anhand eines revers-genetischen Ansatzes weiterhin eine Expansin-Isoform in Mais überexprimiert werden, um zu überprüfen, in wieweit diese Isoform zum verbesserten Wachstum unter Salinität beiträgt. Die Ergebnisse des Projekts werden maßgeblich zur Aufklärung des Beitrags der Expansine zur Wachstumsregulation von Mais unter Salzstress beitragen.
Das Projekt "Anatomie und chemische Zusammensetzung der Endodermis der Wurzeln ausgewaehlter Pflanzenarten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Julius-von-Sachs-Institut für Biowissenschaften mit Botanischem Garten, Lehrstuhl für Botanik II Ökophysiologie und Vegetationsökologie durchgeführt. Die Endodermis der Wurzeln hoeherer Pflanzen trennt als interzellularenfreie, einschichtige Zellage die aeussere Wurzelrinde vom inneren Zentralzylinder. Insbesondere in ihrem primaeren Entwicklungszustand, dem sogenannten Caspary-Streifen, wird der Endodermis die Funktion eines inneren Abschlussgewebes zugesprochen. Der apoplasmatische Transport von Wasser und Naehrelementen aus der Bodenloesung in den Zentralzylinder der Wurzel soll durch geeignete chemische Veraenderungen (kutin- oder suberinaehnlicher und/oder ligninaehnlicher Stoffe), die im Bereich der primaeren, antiklinen Zellwaende zur Ausbildung des Caspary-Streifens fuehren, vollstaendig unterbunden sein. Ziel dieses Vorhabens ist es, in enger Verbindung zur lichtmikroskopischen Untersuchung der Anatomie der Wurzelendodermis in ihren verschiedenen Entwicklungsstadien, ihre im Grunde bis heute noch unbekannte chemische Zusammensetzung mit Hilfe moderner spektroskopischer Analysenmethoden (Massenspektrometrie und Infrarotspektroskopie) aufzuklaeren. Diese Erkenntnisse ueber die stoffliche Grundlage sind als Voraussetzung fuer ein grundlegendes Verstaendnis der Funktion der Endodermis als innere Transportbarriere der Wurzel unabdingbar.
| Origin | Count |
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| Bund | 7 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 7 |
| License | Count |
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| open | 7 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 7 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 7 |
| Topic | Count |
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| Boden | 6 |
| Lebewesen & Lebensräume | 7 |
| Luft | 3 |
| Mensch & Umwelt | 7 |
| Wasser | 4 |
| Weitere | 7 |