Untersuchungen zur Schwefelernährung der Fichte (Picea abies L.): die Bedeutung der Sulfatassimilation und des Transports von Thiolen
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Frankfurt am Main
Wiss.-Verl. Maraun
1991
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| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung <Garmisch-Partenkirchen>: Schriftenreihe des Fraunhofer-Instituts für Atmosphärische Umweltforschung
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INHALTSVERZEICHNIS
ABKÖRZUNGSVERZBICHNIS
A. EINLEITUNG 1
B. MATERIAL UND METHODEN 5
1. Freilandversuche zum Schwefelhaushalt der Fichte 5
1.1. Pflanzenmaterial 5
1.2. Probenahme und Aufnahme biometrischer Daten 10
1.3. Bestimmung niedermolekularer Thiole 12
1.3.1. Extraktion 15
1.3.1.1. Reinigung von PVP 15
1.3.2. Thiol-Bestimmung nach Ellman 15
1.3.3. Thiol-Bestimmung nach Fahey 20
1.3.3.1. Probenvorbereitung für die HPLC-Analyse 21
1.3.3.2. HPLC-Analyse derivatisierter Thiole 30
1.3.3.3. Wiederfindung extrahierter Thiole 38
1.3.3.4. Stabilität derivatisierter Proben 39
1.4. Sulfat-Bestimmung mittels Anionen-HPLC 41
1.5. Enzymatische Untersuchungen 41
1.5.1. Aufarbeitung der Fichtennadeln 43
1.5.1.1. Herstellung des Rohextrakts 43
1.5.1.2. Entsalzen der Proben 43
1.5.1.3. Optimierung des Aufarbeitungspuffers 44
II
1.5.2. Bestimmung von Enzymen der Sulfat-
49
assimilation 49
1.5.2.1. ATP-Sulfurylase
rase
60
1.5.2.2. APS-Sulfotransferase 5
1.5.2.3. Sulfit-Reduktase
1.5.2.4. OAS-Sulfhydrylase 64
1.5.2.5. Serin-Acetyltransferase 66
69
1.6. Proteinbestimmung
1.7. Trockengewichtsbestimmung 7
72
1.8. Datenanalyse
2. Laboruntersuchungen an Fichten mit 35-S-markiertem Glutathion 73
2.1. Pflanzenmaterial 73
2.2. Applikation von 35S-GSH 73
2.3. Ernte radioaktiv markierter Fichten 75
2.4. Analytische Methoden zur Bestimmung der
35S-8adioaktivit8t 76
2.4.1. Extraktion des Pflanzenmaterials 76
2.4.2. Messung des 35S-Gehalts der Extrakte 76
2.4.2.1. Gesamtradioaktivität 76
2.4.2.2. Charakterisierung 35S-markierter
Substanzen n
2.4.3. Messung des 35S-Gehalts unlöslicher
Rückstände 81
Ill
3. Freilanduntersuchunqen zum Schwefelgehalt von
Xylemwasser 82
3.1. Pflanzenmaterial 82
3.1.1. Fichte 82
3.1.2. Buche 84
3.2. Gewinnung von Gefäßwasser 85
3.2.1. Gewinnung aus Fichtenästen nach
Scholander 85
3.2.2. Gewinnung aus Buchenstämmen im
Verdrängungsverfahren 86
3.2.3. Kontaminationsmessungen 86
3.3. Bestimmung von Schwefelverbindungen im Gefäßwasser 91
3.3.1. Thiole 91
3.3.2. Sulfat 95
3.4. Stammdurchflußmessungen an Fichten 96
C. ERGEBNISSE 98
1. Tagesgang des Thiolgehalts in Nadeln und
Zweigachsen der Fichte 98
1.1. Tageszeitliche Veränderungen unter
Freilandbedingungen 98
1.2. Einfluß der Jahreszeit auf tageszeitliche
Schwankungen 110
IV
2. Jahresperiodische Veränderungen im Schwefelhaushalt
der Fichte 112
2.1. Wachstum von Fichtentrieben 113
2.2. Der Jahresgang des Thiolgehalts 120
2.3. Der Jahresgang des Sulfatgehalts 134
2.4. Sulfatassimilation in Nadeln und Knospen 138
2.4.1. Katalytische Eigenschaften von
Enzymen der Sulfatassimilation 138
2.4.1.1. ATP-Sulfurylase 139
2.4.1.2. APS-Sulfotransferase 145
2.4.1.3. Sulfit-Reduktase 153
2.4.1.4. OAS-Sulfhydrylase 160
2.4.1.5. Serin-Acetyltransferase 170
2.4.2. Saisonale Änderungen in den Aktivitä-
ten der Enzyme der Sulfatassimilation 173
3. Langstreckentransport von 35S-GSH in Fichten 19°
3.1. Aufnahme und Transport von 35S-GSH 190
3.1.1. 35S-GSH-Resorption und -Austransport
Ober die Applikationsnadel 190
3.1.2. Verteilung von 35S-Radioaktivität
in Fichtenzweigen 195
3.1.3. Charakterisierung der 35S-markierten
Substanzen 202
3.2. 35S-GSH-Aufnähme und -Transport im 2°9
Licht und in Dunkeln
4. Zusammensetzung und Gehalt von Schwefel
Verbindungen im Gefäßwasser 213
4.1. Thiole und Sulfat im Xylemsaft der Fichte 213
4.1.1. Tageszeitliche Schwankungen 214
4.1.2. Jahreszeitliche Schwankungen 220
4.2. Thiole im Trachealsaft der Buche 229
D. DISKUSSION 236
b. ZUSAMMENFASSUNG 276
F. LITERATURVERZEICHNIS 280
o. DANKSAGUNG 312
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