Das Projekt "Die Wirkung von UV-B-Strahlung auf Entwicklung, Zusammensetzung, Struktur und Funktion hoeherer Pflanzen unter besonderer Beruecksichtigung des Photosyntheseapparates" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Botanisches Institut, II. Lehrstuhl Pflanzenphysiologie durchgeführt. Ziel der Untersuchungen ist es, die Wirkung erhoehter UV-B-Strahlung, wie sie nach Reduktion des Ozonguertels der Stratosphaere zu erwarten ist, auf die Photosynthese und die Schutzmechanismen der Nutzpflanzen Gerste, Mais, Radieschen und Bohne sowie die Auswirkungen zusaetzlicher Stressbelastung durch Unkrautbekaempfungsmittel oder Naehrstoffmangel aufzuklaeren. Im ersten Teil ist die Aufnahme eines polychromatischen Aktionsspektrums fuer die Photosynthese bei gleichzeitiger Analyse des Plastochinonpools und der variablen Fluoreszenz vorgesehen. Im zweiten Teil werden als Stressfaktoren neben erhoehter UV-B-Bestrahlung landwirtschaftlich benutzte Herbizide und/oder Nitrat- oder Phosphatmangel eingesetzt, um die Auswirkungen von Mehrfachbelastungen auf Wachstum, Funktion und Zusammensetzung der Nutzpflanzen zu quantifizieren. Im Zuge der Untersuchungen sollen weiterhin die Anpassungen der Pflanzen durch Analyse der sekundaeren Inhaltsstoffe und der Struktur und Zusammensetzung der Blattoberflaeche erfasst werden. Weiterhin ist geplant, die Mechanismen der Hemmwirkung von UV-B-Strahlung im Bereich des Photosystem II-Reaktionszentrums zu analysieren. Der Einfluss von UV-B-Strahlung auf das Stomataoeffunungsverhalten soll im Zusammenhang mit der Beeinflussung verschiedener Pflanzenhormone (Abscisinsaeure, Indolessigsaeure) durch UV-B aufgeklaert werden.
Das Projekt "Molekularbiologische Untersuchungen zur Erhoehung der photosynthetischen Stoffproduktion bei Pflanzen: Molekularbiologie und moegliche Manipulationen von Photosystem II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Lehrstuhl für Biochemie der Pflanzen durchgeführt. Der photosynthetische Elektronentransport steht ganz am Anfang der Stoffproduktion in hoeheren Pflanzen und Algen. Innerhalb des komplexen Reaktionsweges, der zur Bildung von ATP und NADPH fuehrt, nimmt Photosystem II eine zentrale Stellung ein und ist daher in vielen Details gut erforscht. Einzelnen Aminosaeuren der Reaktionszentrenproteine koennen sehr genau Funktionen zugewiesen werden. Diese detaillierte Kenntnis der Struktur und Funktion bietet der Molekularbiologie zahlreiche Ansaetze zur Veraenderung der Elektronentransportrate mit dem Ziel, diese zu erhoehen und damit potentiell die Stoffproduktion des Organismus zu verbessern.
Das Projekt "Molekulare Mechanismen der Schaedigung der Photosynthesekapazitaet von Waeldern durch Umweltbelastungen, insbesondere der Fichte (und in hochgelegenen Biotopen)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Lehrstuhl für Biochemie der Pflanzen durchgeführt. Die Symptome der Waldschaeden deuten auf eine Beeintraechtigung der photosynthetischen Leistungsfaehigkeit der geschaedigten Baeume. Die Zunahme der Schaeden bei Lichtexposition lassen vermuten, dass der Prozess der Photoinhibierung bei gestressten Pflanzen verstaerkt ist und eine bedeutende Rolle bei der Auspraegung der Schadbilder, insbesondere der Vergilbungserscheinungen, spielt. Der Gehalt an Reaktionszentren-Polypeptiden und der regulatorische Zustand von Photosystem II sollen in geschaedigten Fichtennadeln mit immunologischen Methoden bestimmt und mit der Photosyntheserate korreliert werden. Die Ergebnisse sollen zeigen, ob Stressoren direkt oder indirekt auf Photosystem II wirken, und wenn ja, auf welche Komponente, und ob schon vor Eintritt eines sichtbaren Schadens am Baum eine Schaedigung von Photosystem II beobachtet werden kann.
Das Projekt "Untersuchungen zur Stoerung der Regulation der Photosynthese stressgeschaedigter Fichten bei der Photoinhibierung der Reaktionszentren - Polypeptide vom Photosystem II an regionalen Forschungsstandorten Nordrhein-Westfalens und Baden-Wuerttembergs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Lehrstuhl für Biochemie der Pflanzen durchgeführt. Die Symptome der Waldschaeden deuten auf eine Beeintraechtigung der Photosynthese. Ein verstaerktes Krankheitsbild tritt bei erhoehter Lichtintensitaet auf. Dies zeigt, dass die Photoinhibierung von Photosystem II durch Stressoren erhoeht und eine der Ursachen der Hemmung der Photosynthese ist. Die molekularen Grundlagen der Photoinhibierung von Photosystem II sind in den letzten Jahren besser verstanden worden. Im zellfreien System zeigt sich, dass der natuerliche 'Turnover' eines der Reaktionszentren-Polypeptide von Photosystem II - das D-1 Protein - durch hoehere Lichtintensitaeten beim Abschalten des Elektronenflusses durch das Photosystem wesentlich erhoeht und nun auch das zweite Reaktionszentren-Polypeptid das D-2 Protein-verstaerkt abgebaut wird. Die Pflanze besitzt ein Reparatursystem fuer seinen Photosyntheseapparat und fuer die beiden Reaktionszentrenprotein von Photosystem II im besonderen; solang dieses Reparatursystem den Abbau kompensiert, bleibt die Photosystem-II-Aktvitaet konstant. Ein weiterer, schon geringer Stoerfaktor kann aber Auf- und Abbau aus dem Gleichgewicht bringen und Photosystem II bricht zunehmend zusammen. Der Gehalt an Reaktionszentren-Polypeptiden und der regulatorische Zustand von Photosystem II sollen in geschaedigten Fichtennadeln aus den vorgegebenen Standorten mit immunologischen Methoden bestimmt und mit der Photosyntheserate und den Schadenssymptomen korreliert werden. Die Ergebnisse sollen zeigen, ob Stressoren direkt oder indirekt auf Photosystem II wirken, und wenn ja auf welche Komponente, und ob schon vor Eintritt eines sichtbaren Schadens am Baum eine Schaedigung von Photosystem II beobachtet werden kann.
Das Projekt "Molekularer Mechanismus der stressinduzierten Schaedigung des photosynthetischen Apparates" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Lehrstuhl für Biochemie der Pflanzen durchgeführt. Pflanzen unter Stressbedingungen wie z.B. stressgeschaedigte Fichten weisen charakteristische Chlorosen ihrer Blattorgane auf. Der Chlorophyllverlust beruht auf einem Abbau des photosynthetischen Apparates. Radioaktive Messungen der Synthese von Thyllakoidproteinen in Verbindung mit immunologischen Gehaltsbestimmungen ergaben, dass die stressinduzierte Vergilbung auf Veraenderungen im Proteinturnover beruht. Dabei spielt das D1 Protein aus dem Reaktionszentrum von Photosystem II eine Schluesselrolle. Die Regulation des Proteinturnovers durch verschiedene Stressfaktoren wird untersucht. Seine Relevanz fuer die Entstehung der modernen Waldschaeden wird anhand von Freialandversuchen ueberprueft.