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Stressphysiologie 2010 PD Dr. Klaus-J. Appenroth 1.Ein biologisches Stresskonzept 2. Abiotischer Stress 2.1. Anthropogene Stressfaktoren - Luftschadstoffe.

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Präsentation zum Thema: "Stressphysiologie 2010 PD Dr. Klaus-J. Appenroth 1.Ein biologisches Stresskonzept 2. Abiotischer Stress 2.1. Anthropogene Stressfaktoren - Luftschadstoffe."—  Präsentation transkript:

1 Stressphysiologie 2010 PD Dr. Klaus-J. Appenroth 1.Ein biologisches Stresskonzept 2. Abiotischer Stress 2.1. Anthropogene Stressfaktoren - Luftschadstoffe - Schwermetalle 2.2. Andere Abiotische Stressfaktoren 4. Biotischer Stress

2 Heavy metals 1. Prinzipien 2. Beispiele 2.1. Schwermetallmangel – Eisen 2.2. Schwermetallüberschuss – Aluminium 2.3. Schwermetallüberschuss – Cadmium 3. Zusammenfassung

3 Stressbereiche essentieller Schwermetalle in Pflanzen

4 Extrahierbarkeit einiger Schwermetalle aus einem Boden Merkregeln: 1. Wasser: unmittelbar der Pflanze verfügbar 2. NH 4 -Acetat: im Laufe einer Vegetationsperiode verfügbar 3. Starke Säuren: lediglich geochemisch relevant

5 Allgemeine Stresswirkungen von Schwermetallen 1. Interaktion mit der Aufnahme anderer Ionen 2. Integrität der Biomembranen 3. Beeinträchtigung des Stoffwechsels (Enzyme) 4. Bildung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS)

6 ROS-Bildung

7 Schwermetallstress-Strategien

8 Eisen spielt eine wichtige Rolle bei der Biosynthese von Haemen und Chlorophyllen Typischer Eisenmangel: Chlorosen

9 Strategien I zur verstärkten Aufnahme von Eisen: Rosopsida und Liliopsida (außer Graminaceen) Ia Ib

10 Strategien II zur verstärkten Aufnahme von Eisen: Graminaceen

11 Aluminumtoxizität Target: Wurzelapex

12 Entdeckung, dass Toleranz mit Ausscheidung von Malat einhergeht. Regulation nur durch ein Gen (Alt1).

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14 Verschiedene toxische Effekte von Cadmium 1. Hemmung des respiratorischen Kohlenhydrat- metabolismus durch Ersatz kritischer Ionen in respiratorischen Enzymen. 2. Antagonistische Wirkung zur Aufnahme essentieller Mikronährstoffe, Cu 2+, Zn 2+ 3. Störung der Chlorophyllbiosynthese 4. Störung der Wasserspaltung 5. Störung der CO 2 -Fixierung im Calvincyclus, wahrscheinlich durch Behinderung der Stomataöffnung.

15 Glutathionbiosynthese

16 Synthese von Phytochelatinen

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