Das Projekt "Untersuchung der Thylakoidmembran (P-700 und Cytochrom F), der PEP-Carboxylase und der Phytohormone Abscisinsäure und Indol-3-Essigsäure bei Fichten in Open-Top-Kammern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Allgemeine Botanik durchgeführt. Haeufig gehen den sichtbaren Schaedigungssymptomen wie Nadelvergilbung und/oder Nadelverlust bereits Veraenderungen in den Nadeln auf zellulaerer oder biochemisch-physiologischer Ebene voraus. Ziel des Forschungsprojektes war es daher, ueber den Gehalt der Redoxkomponenten P-700 und Cytochrom f Aufschluss ueber Schaeden im Bereich der Photosynthesemembranen zu erhalten und durch den Nachweis einer Steigerung bestimmter Enzymaktivitaeten (PEP-Carboxylase) Rueckschluesse auf umweltbedingte Stresssymptome zu ziehen. Um Veraenderungen unter verschiedenen Umweltbedingungen erfassen zu koennen, wurden je vier symptomfreie Fichten in Open-Top-Kammern mit gereinigter Luft und Umgebungsluft und vier im Freiland stehende Kontrollbaeume miteinander verglichen. Durch Bestimmung des Chlorophyllgehaltes, der Redoxkomponenten P-700 und Cytochrom f, der Enzymaktivitaet der Phosphoenolpyruvat-Carboxylase sowie des Gehaltes an loeslichen Proteinen sollten frueh auftretende stoffwechselpysiologische Veraenderungen erfasst werden. In den Untersuchungen konnten zwei Effekte nachgewiesen werden: 1. Unterschiede, die durch verschiedene Schadbelastungen auftreten; 2. Unterschiede, die durch verschiedene Lichtintensitaeten bedingt sind. Die Verringerung der P-700- und Cytochrom f-Konzentrationen in den zweijaehrigen Nadeln der Kammerfichten in Umgebungsluft verglichen mit den Kammerfichten in Reinluft lassen sich durch erhoehte Schadstoffeintraege erklaeren. Die erhoehten Cytochrom f-Konzentrationen und das geringere P-700/Cytochrom f-Verhaeltnis der Freilandbaeume verglichen mit den in Umgebungsluft stehenden Kammerbaeumen sind auf das in den Kammern reduzierte Lichtangebot zurueckzufuehren. Auf enzymatischer Ebene zeigte die PEPC-Aktivitaet der Kammervarianten je nach Nadelalter ein unterschiedliches Verhalten: bei den einjaehrigen Nadeln, d.h. den Nadeln, die erst kurze Zeit der Schadgasbelastung ausgesetzt waren, fanden sich keine eindeutigen Unterschiede in Abhaengigkeit von der Schadgasbelastung. Dagegen besassen die zweijaehrigen Nadeln der Kammerbaeume in schadgasreicher Umgebungsluft deutlich hoehere PEPC-Aktivitaeten als die Kammerbaeume in Reinluft. Das Enzym PEPC wird somit erst bei laenger andauernder Schadstoffeinwirkung auf die Nadeln beeinflusst. Wahrscheinlich kommt es erst bei laengerer Schadgasbelastung zu einer Veraenderung im Stoffwechsel, welche eine Erhoehung der PEPC-Aktivitaet zur Folge hat. Ein Vergleich der Kammerbaeume in Umgebungsluft mit den Freilandfichten zeigte hoehere PEPC-Aktivitaeten bei den Freilandfichten. Da fuer das Enzym PEPC erhoehte Aktivitaeten bei gesteigerter Lichtintensitaet gefunden wurden, ist die unterschiedliche Lichtintensitaet zwischen Kammerbaeumen und Freilandfichten als Ursache fuer den beobachteten Kammereffekt bei der PEPC-Aktivitaet in Erwaegung zu ziehen. Dies wuerde auch mit den erniedrigten P-700/Cyt f-Verhaeltnissen bei den Freilandfichten gegenueber den Kammerbaeumen in Umgebungsluft in Einklang stehen.