Das Projekt "Wirkung von UV-B-Strahlung und Wasserstress auf Fichte (Picea abies L. Karst.)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. Die Wirkung von UV-B-Strahlung (280-320 nm) auf Pflanzen ist vielschichtig und erst in Ansaetzen verstanden. Insbesondere bei Baeumen ist ueber die Wirkung von UV-B-Strahlung in Kombination mit anderen Umweltfaktoren wenig bekannt. Die Fichte Picea abies (L.) Karst ist eine wirtschaftlich wichtige Baumart Bayerns. Eine stete Zunahme der UV-B-Strahlungsintensitaet und ihre Auswirkung auf den Fichtenbestand ist deshalb nicht nur von oekologischer, sondern auch oekonomischer Bedeutung. Ziel des Projektantrags ist es, die interaktive Wirkung von UV-B-Strahlung und sommerlichem Trockenstress auf Jungfichten zu untersuchen. Unter Ausnutzung der natuerlichen Erhoehung der UV-B-Strahlung mit zunehmender Hoehe in der Troposphaere werden Klimakammerexperimente auf dem Wank in 1780 m ue.N.N. in speziell dafuer entwickelten Solardomen durchgefuehrt. Schwerpunkte der Arbeiten sind Untersuchungen ueber die Auswirkung der zunehmenden UV-B-Strahlung auf den photosynthetischen Gaswechsel, die Emission von fluechtigen organischen Verbindungen, die Bildung von isoprenoiden Verbindungen in den Nadeln sowie auf die pflanzlichen Schutzsysteme den antioxidativen Stoffwechsel und die UV-B Schirmpigmente der Fichten. Mit Hilfe dieser Untersuchungen sollen (i) Aussagen ueber das jahreszeitliche Verhalten der Fichten erarbeitet, (insbesondere in welcher Phase der Nadelentwicklung die Beeinflussung durch UV-B-Strahlung am hoechsten ist, (ii) der Einfluss von sommerlichem Trockenstress auf dieses Verhalten beschrieben, (iii) und moegliche Konsequenzen fuer das Wachstum der Fichten abgeschaetzt werden.
Das Projekt "Durchlaessigkeit der Fruchtschalen fuer UV-Strahlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Obstbau und Gemüsebau durchgeführt. Mit zunehmendem Abbau der Ozonschicht in der Stratosphaere werden auch die Blaetter und Fruechte der Obstgehoelze verstaerkt UV-Strahlen ausgesetzt. Bisher wurde an Nektarinenfruechten und Apfelfruechten der Sorten 'Braeburn' und 'Fuji' untersucht, inwieweit die Schale reifer Fruechte UV-Strahlen durchlaesst. Dabei hat sich gezeigt, dass die Fruchtschalen weniger als 0,1 Prozent der einfallenden UV-C-Strahlung durchlaesst. Mit zunehmender Wellenlaenge erhoehte sich die Lichtdurchlaessigkeit der Fruchtschalen in Abhaengigkeit von ihrer Farbe, d.h. ihren Pigmenten bis zu 13 Prozent der UV-A-Strahlen bei 400 nm. Die Untersuchungen werden an weiteren Fruechten fortgesetzt.
Das Projekt "UV-B-Wirkungen auf Phytoplankton (2)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Botanik und Pharmazeutische Biologie durchgeführt. Ziel der Experimente war die Untersuchung des Einflusses der natürlichen UV-B-Belastung auf Phytoplanktonorganismen in Bayern. Verschiedene Versuche mit Einzelorganismen unter natürlicher bzw. erhöhter UV-B-Belastung wurden durchgeführt sowie der Einfluß der natürlichen Solarstrahlung auf Ökosysteme untersucht. Die Versuche wurden an verschiedenen Höhenstandorten in Bayern durchgeführt, um die natürlichen Strahlungsunterschiede auszunutzen. Versuche mit einzelnen Organismen, die zum Teil aus Habitaten in Bayern isoliert wurden und zum Teil als Laborkulturen gezogen wurden, zeigten unterschiedliche Empfindlichkeiten gegenüber der natürlichen und künstlichen Strahlungsbelastung. Die Beweglichkeit der Organismen ist Grundvoraussetzung, um Orte aufzusuchen, an denen für sie günstige Umweltbedingungen herrschen. Zur Orientierung dienen Reize wie Temperatur, Licht, Schwerkraft oder chemische Gradienten. Die Kombination der verschiedenen Experimente im Labor und an Freilandstandorten unterschiedlicher Höhenlagen ermöglicht es, Aussagen über die Schädigung durch bestimmte Strahlungsbereiche zu machen. Untersuchungen der Motilität und Phototaxis der Organismen nach Exposition an natürlicher Solarstrahlung, Untersuchungen zur Zusammensetzung der Schutz- und Schirmpigmente und Sauerstoffmessungen zeigten bei allen Organismen eine erhöhte Sensitivität mit erhöhter Strahlenbelastung. Dabei haben die verschiedenen Organismen unterschiedliche Schwellenwerte und Empfindlichkeitsbereiche, bei denen eine reversible bzw. irreversible Schädigung auftritt. Die unterschiedliche Sensitivität der Organismen kann auf die unterschiedlichen natürlichen Lebensräume und damit die unterschiedlichen natürlichen Lichtverhältnisse zurückgeführt werden. Beobachtungen der Vertikalverteilung des Flagellaten Euglena sanguinea in der Wassersäule zeigte die Ausbildung einer Neustonschicht.
Das Projekt "Epidermale Flavonoide; Rolle pflanzlicher Phenole als UV-B-Schutzpigment in der Epidermis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Julius-von-Sachs-Institut für Biowissenschaften mit Botanischem Garten, Lehrstuhl für Pharmazeutische Biologie durchgeführt. Aus den im Rahmen verschiedener verzahnter Projekte in BayFORKLIM gewonnenen Erkenntnissen sowie aus dem bisher publizierten Material ergeben sich aus dem Blickwinkel der Zielsetzungen des vorliegenden Projektes folgende Aspekte: Quantitativer Aspekt: UV-Strahlung induziert die Akkumulation von Flavonoiden als Schutzpigmente in den Epidermen von Blättern krautiger Pflanzen. Dabei reichen kurze Expositionszeiten aus. Unter natürlichen Bedingungen führt die ambiente Strahlung am Standort zu - für die jeweilige Pflanzen typischen - maximalen Blattflavonoidgehalten. Eine darüber hinausgehende Induktion der Akkumulation von Schutzpigmenten durch höhere Strahlungsdosen kann nicht beobachtet werden. Qualitativer Aspekt: Höhere Dosen an UV-B-Strahlung führen - zumindest bei einigen Arten - zu Verschiebungen in der Zusammensetzung der epidermalen Blattflavonoide. Es werden vermehrt Substanzen gebildet, die durch ihr verändertes Substitutionsmuster bessere Radikalfänger und somit wirkungsvolle Antioxidantien darstellen. Diese Tatsache hat Auswirkung auf die Eigenschaften von Nahrungs- und Arzneipflanzen.