Untersuchungen zur Regulation der Polyphenolbiosynthese in der Erdbeerfrucht (Fragaria × ananassa) mittels Metabolite Profiling:
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München
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2013
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|---|---|
| adam_text | IV INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
ABKUERZUNGEN IX
STRUKTURFORMELN XIV
ZUSAMMENFASSUNG XVII
SUMMARY XX
1. EINLEITUNG 1
1.1. ERDBEERE 1
1.1.1. GESCHICHTE 1
1.1.2. MORPHOLOGIE 2
1.1.3. REIFUNG 3
1.1.4. PRODUKTION UND KONSUM 4
1.1.5. INHALTSSTOFFE 5
1.2. POLYPHENOLE 7
1.2.1. BIOSYNTHESE UND FUNKTIONEN IN PLANTA 7
1.2.2. ERNAEHRUNGSPHYSIOLOGISCHE ASPEKTE 10
1.2.3. LIGNINBIOSYNTHESE 11
1.3. KONZEPTE DER METABOLIT-ANALYTIK 12
1.4. AUFGABENSTELLUNG 14
2. MATERIAL UND METHODEN 16
2.1. MATERIAL 16
2.1.1. PFLANZLICHES MATERIAL 16
2.1.1.1. ERDBEERFRUECHTE VERSCHIEDENER SORTEN UND KREUZUNGSPOPULATIONEN
16
2.1.1.2. TRANSGENE PFLANZEN 18
2.1.2. CHEMIKALIEN 20
2.1.3. MEDIEN 23
2.1.4. PUFFER 24
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INHALTSVERZEICHNIS
V
2.1.5. SONSTIGE LOESUNGEN 26
2.1.6. BAKTERIENSTAEMME 28
2.1.7. VEKTOREN 28
2.1.8. ENZYME 28
2.1.9. PRIMER 28
2.1.10. KOMMERZIELLE KITS 29
2.1.11. SONSTIGE MATERIALIEN 29
2.2. GERAETE 30
2.2.1.
FLUESSIGKEITSCHROMATOGRAPHIE-ELEKTROSPRAYIONISATIONS-MASSENSPEKTROMETRIE
(LC-ESI-
MS) 30
2.2.1.1. LC-ESI-MS : ANALYTISCHES SYSTEM 30
2.2.1.2. LC-ESI-MS : PRAEPARATIVES, BIOKOMPATIBLES SYSTEM 31
2.2.2. HOCHLEISTUNGSFLUESSIGKEITSCHROMATOGRAPHIE (HPLC/UV) 33
2.2.3. FESTPHASEN-MIKROEXTRAKTION-GASCHROMATOGRAPHIE-MASSENPEKTROMETRIE
(SPME-
GC/MS) 33
2.2.4. NUKLEARMAGNETISCHE RESONANZ-SPEKTROSKOPIE (NMR) 35
2.2.5. SONSTIGE GERAETE 35
2.2.6. SOFTWARE UND INTEMETRESSOURCEN 36
2.3. METHODEN 37
2.3.1. ANALYTISCHE METHODEN 37
2.3.1.1. EXTRAKTION DER POLYPHENOLE AUS FRUECHTEN 37
2.3.1.2. EXTRAKTION DER POLYPHENOLE AUS BLUETENORGANEN 39
2.3.1.3. EXTRAKTION DER POLYPHENOLE AUS BLAETTERN, NEBENBLAETTERN UND
WURZELN 40
2.3.1.4. ISOLIERUNG VON METABOLITEN: PROBENVORBEREITUNG UND
FESTPHASENEXTRAKTION 40
2.3.1.5. ISOLIERUNG VON METABOLITEN: AUFREINIGUNG UND NMR 41
2.3.1.6. LIGNINEXTRAKTION 42
2.3.1.7. QUANTIFIZIERUNG VON LIGNIN 43
2.3.1.8. EXTRAKTION VON 2,5-DIMETHYL-4-HYDROXY-3[2H]-FURANON (DMHF) 43
2.3.1.9. ANALYSE FLUECHTIGER VERBINDUNGEN MITTELS SPME-GC/MS 45
2.3.1.10. THIOLYTISCHE SPALTUNG DER PROANTHOCYANIDINE 45
2.3.1.11.
BERECHNUNG DES RANGKORRELATIONSKOEFFIZIENTEN NACH SPEARMAN 46
2.3.1.12.
BIOINFORMATISCHE AUSWERTUNG (UNTARGITED ANAFYSII) 47
2.3.2. MOLEKULARBIOLOGISCHE METHODEN 50
VI INHALTSVERZEICHNIS
2.3.2.1. EXTRAKTION VON TOTALRNA 50
2.3.2.2. REINIGUNG DER RNA (DNA-VERDAU) 50
2.3.2.3. CDNA-SYNTHESE (REVERSE TRANSKRIPTION) 51
2.3.2.4. POLYMERASE-KETTENREAKTION (PCR) 51
2.3.2.5. AGAROSEGELELEKTROPHORESE 52
2.3.2.6. QUANTITATIVE PCR (QPCR) 53
2.3.2.7. KONSTRUKTION VON P9U 10-G23392I 53
2.3.2.8. RESTRIKTION 54
2.3.2.9. LIG^TION 55
2.3.2.10. HERSTELLUNG KOMPETENTER ESCHERICHIA FOI NEBLO-BETA ZELLEN 55
2.3.2.11. TRANSFORMATION VON ESCHERICHIA COLI 55
2.3.2.12. HERSTELLUNG KOMPETENTER AGROBACTERIUM TUMEFACIENS AGLO ZELLEN
56
2.3.2.13. TRANSFORMATION VON AGRTBACTERIUM TUMEFACIENS AGLO 56
2.3.2.14. ANLEGEN VON GLYCERINKULTUREN 56
2.3.2.15. TRANSFEKTION DER ERDBEERFRUECHTE MIT V4. TUMEFACIENS 56
2.3.2.16. KLONIERUNG UND EXPRESSION VON F. X ANANASSA PEROXIDASE 27
(FAPRX27) 57
2.3.2.17. ENZYMASSAY MIT FAPRX27 57
2.3.2.18. PROTEINEXTRAKTION ZUR 2D-GELELEKTROPHORESE 58
2.3.2.19. GIESSEN DER SDS-GELE 59
2.3.2.20. ISOELEKTRISCHE FOKUSSIERUNG (1. DIMENSION) .-. 59
2.3.2.21. SDS-PAGE (2. DIMENSION) 59
2.3.2.22.
KOLLOIDALE COOMASSIE-FAERBUNG 60
2.3.2.23. ENTWICKLUNG UND BEARBEITUNG DER TRANSKRIPT-DATENBANK
(EST-DATENBANK) 60
2.3.2.24. MICROARRAY-ANALYSE 61
2.3.2.25. GENOTYPISIERUNG UND QTL-ANALYSE 62
3. ERGEBNISSE 63
3.1. METABOLITE PROEIING 63
3.1.1. ANALYSE DER SPANISCHEN SORTENKOLLEKTION VON 2009 63
3.1.2. ANALYSE DER SEGREGATIONSPOPULATION CAPITOLA X CF1116 66
3.1.3. ANALYSE DER FRANZOESISCHEN SORTENKOLLEKTIONEN VON 2010 UND 2011 69
3.1.4. RANGKORRELATIONSKOEF&ZIENTEN 69
3.1.5. NACHWEISGRENZEN 74
INHALTSVERZEICHNIS VII
3.2. BESTIMMUNG VON DMHF 75
3.3. SPME-GC/MS VON FLUECHTIGEN KOMPONENTEN 76
3.4. POTYPHENOLANALYSEN TRANSGENER SI-ANR- UND SI-Z-XS-LINIEN 78
3.4.1. ANALYSE DER SI-YUEVR-PFLANZEN 78
3.4.1.1. PHAENOTYP 78
3.4.1.2. LC-MS VON SI-Y4NR-BLUETEN 79
3.4.1.3. LC-MS VON SI-V4NR-FRUECHTEN 80
3.4.1.4. THIOLYTISCHE SPALTUNG DER PROANTHOCYANIDINE IN SI-ANR FRUECHTEN
85
3.4.1.5. LC-MS VON SI-Y4NR-BLAETTERN 86
3.4.1.6. LC-MS VON SI-- 4IVR-WURZELN 86
3.4.1.7. LC-MS VON SI-./4IVR-NEBENBLAETTERN DER WURZELN UND AUSLAEUFER 87
3.4.2. ANALYSE DER SI-FLS -PFLANZEN 88
3.4.2.1. PHAENOTYP 88
3.4.2.2. LC-MS VON SI-FLF-BLUETEN 88
3.4.2.3. LC-MS VON SI-FLF-FRUECHTEN VERSCHIEDENER REIFESTADIEN 89
3.4.2.4. LC-MS VON SI-ELT-BLAETTERN 91
3.4.2.5. LC-MS VON SI-FU-WURZELN 91
3.4.2.6. LC-MS VON SI-FU-NEBENBLAETTEM DER WURZELN UND AUSLAEUFER 91
3.5. LC-MS -ANALYSE DER /AA/YBIFL-RNAI-FRUECHTE 92
3.6. TRANSKRIPTOM-ANALYSE 92
3.7. DIE ROLLE VON GENEL9544 (FAPRX27) IN DER LIGNINBIOSYNTHESE 95
3.7.1. GENEXPRESSION VON FAPRX27 95
3.7.2. KLONIERUNG VON FAPRX27 UND EXPRESSION DES REKOMBINANTEN PROTEINS
96
3.7.3. ENZYMASSAY MITTELS UV/VIS UND LC-MS 98
3.7.4. BESTIMMUNG DES LIGNINGEHALTS 101
3.8. QTL-ANALYSE 102
3.8.1. QTL FUER FRUCHTFARBE IN DER REGION VON FAPRX27 102
3.8.2. QTL FUER DMHF-GLUCOSID 103
3.9. BIOINFORMATISCHE AUSWERTUNG (UNTARGETED ANAFYSIS) 104
3.9.1. HAUPTKOMPONENTENANALYSE (PCA) UND LOADING 105
VIII INHALTSVERZEICHNIS
3.9.2. PCA MIT T-TEST UND HCA 107
3.9.2.1. DIFFERENZIERUNG DER PROBEN IN EINER PCA AUFGRUND VERSCHIEDENER
MESSZEITPUNKTE ..108
3.9.2.2. FUER DIE CHARAKTERISIERUNG DER PROBEN VERANTWORTLICHE METABOLITE
112
3.10. IDENTIFIZIERUNG EINES UNBEKANNTEN METABOLITEN MITTELS H-NMR 117
3.11. 2D-GELELEKTROPHORESE 119
4. DISKUSSION 122
4.1. METABOLITE PROFILING 122
4.1.1. KONKURRENZ UM SUBSTRATE BEI DER BILDUNG VON SEKUNDAERMETABOLITEN
122
4.1.2. POLYPHENOLBIOSYNTHESE WIRD ENTSCHEIDEND DURCH GENOTYP BEEINFLUSST
123
4.1.3. BIOINFORMATISCHE AUSWERTUNG (UNTARGETTD ANA/YSIS) 124
4.1.3.1. KANDIDATENMETABOLITE FUER BIOLOGISCHE VARIATION 124
4.1.3.2. AUSWERTUNG DER SPANISCHEN SORTENKOLLEKTION VON 2009 128
4.1.4. METHODIK 131
4.2. ANALYSE DER SI-ANR- UND SI-I^LS-PFLANZEN 133
4.2.1. SI-YUEVR-PFLANZEN AKKUMULIEREN CYANIDIN- UND QUERCETIN-DERIVATE
133
4.2.2. HERABREGULATION DER FLS REDUZIERT FLAVONOLGEHALTE 137
4.3. ANALYSE DER /*ARTFTB.M.RNAI-FRIICHTE 138
4.4. PROTEINANALYSE 139
4.5. MICROARRAY-ANALYSE 142
4.6. KANDIDATENGENE 143
4.7. PRX27 149
4.8. SCHLUSSFOLGERUNG 155
5. LITERATUR 157
6. ANHANG 178
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| spelling | Ring, Ludwig Verfasser aut Untersuchungen zur Regulation der Polyphenolbiosynthese in der Erdbeerfrucht (Fragaria × ananassa) mittels Metabolite Profiling Ludwig F. M. Ring München Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität 2013 XXII, 183 S. Ill., graph. Darst. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier München, Techn. Univ., Diss., 2013 Zsfassung in engl. Sprache Mit einer Zssfassung in engl. Sprache (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Erscheint auch als Online-Ausgabe urn:nbn:de:bvb:91-diss-20131216-1162494-0-4 http://mediatum.ub.tum.de/node?id=1162494 Verlag kostenfrei Volltext https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:91-diss-20131216-1162494-0-4 Resolving-System DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=027058821&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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