Übung Physiologie der Pflanzenernährung: Abbildungen


Versuch zur Transpiration

 

DC-Chromatographie

Auftrennung der Farbstoffe in der Trennkammer: A Einstellen der Kieselfolie mit der aufgetragenen Pigmentmischung in die Trennkammer mit dem Laufmittel. B Kieselfolie in der Kammer nach bereits erfolgter Auftrennung. C Kieselfolie mit Farbstoff-Banden.

Saugkraft von Kartoffel-Parenchym: „Feuchte Kammer“ 

HILL-Reagenz Dichlorphenolindophenol (DCPIP) kann Elektronen nach dem Photosystem II aufnehmen. Dabei wird das Reagenz entfärbt.

DCPIP

HiLL-Versuch

Hill-Reaktion: A Zellaufschluss durch Mörsern, B Abfiltrieren über Nylontuch, C Kochen der Thylakoidsuspension im Wasserbad.

immer wenn man mit Zellen arbeitet (so wie hier), alles kühlen!

Nach dem Sieben wird das Filtrat zentrifugiert Im Niederschlag finden sich die Chloroplasten

Messung der Extinktion: A Spektralphotometer, B Eppis mit den Ansätzen in der Zentrifuge.


AUXIN-Versuch mit Koleoptilen:

Die Anzuchtschale Die Keimlinge



Messung nach 5 Std.



KJELDAHL N2


DER NÄHRSTOFF-MANGEL-VERSUCH

Nährlösungskultur im Gewächshaus: A Beginn der Hydrokultur, kurz nach dem Versetzen in die Kulturgefäße, B 6 Wochen nach Versuchsbeginn.

N-Mangel Mais (links voll-ernährt, rechts Mangel)

N-Mangel bei Spinat: Ebenfalls Aufhellungen und Notblüte => Pflanze versucht sich mit ihren letzten Reserven noch fortzupflanzen und so das Weiterbestehen zu sichern.

N-Mangel bei Spinat

Phosphor-Mangel Mais:

Phosphor-Mangel Mais


K-Mangel: Kalium wird zum Aufrechterhalten des Turgordruckes benötigt. Blattränder sind daher als erstes betroffen und werden nekros, da aufgrund des geringen Turgordrucks, ähnlich wie bei Trockenstress, da Wasser leichter bzw. schneller verdunsten kann.

3 x K-Mangel bei Mais


Magnesium-Mangel:

Mg-Mangel bei Mais: Mg-Typisch: Perlschnur-artige Aufhellungen, Chlorosen Æ nekrotisch Perlschnurartig angeordnete Läsionen und Chlorosen Magnesium hat eine wichtige Funktion als Bestandteil des Chlorophylls. Mg-Mangel führt zu lokalem Zelltod, was man auch Apotose nennt. Chlorosen entstehen, wenn in der Zelle Chlorophyll abgebaut wird.


Mg-Mangel

Die Mg-Mangelpflanzen (Bild oben) zeigen beim Mais perlschnurartige Läsionen


Ca-Mangel

Hierbei kam es zum Absterben des Apikalmeristems, da das Ca eine sehr wesentliche Bedeutung für das Wachstum der meristematischen Gewebe hat. Im Vergleich zur Zellteilung erfordert die Zellstreckung etwa eine 100fach höhere Ca-Konzentration. Es ist daher kein Zufall, daß Ca-Mangel die Ausbildung von Wurzelhaaren verhindert bzw. zu Nekrosen in der meristematischen Zone der Wurzeln und Blätter ( = unteres Blattdrittel ) führt. Außerdem spielt das Ca eine wichtige Rolle bei der Stabilisierung der Zellwände.

<>2 x Ca-Mangel Mais (Bild oben) <>


S-Mangel
Aufhellungen von innen her, d.h. von der Blattbasis. Der S ist ein wichtiges Bau- und Strukturelement der Pflanze. Viele Enzyme und Coenzyme enthalten Schwefel in Form funktioneller SH-Gruppen, die für den Ablauf der Enzymkatalyse unbedingt notwenig sind. S-Mangelsymptome sind den N-Mangelerscheinungen sehr ähnlich, zum Unterschied zu diesen treten sie aber an den jüngeren Blättern zuerst auf, in Form von Chlorosen ( hellgrün, hellgelb, teils auch rötlich ) mit fortschreitender Hemmung des Sproßwachstums. Da das Chlorophyll keinen Schwefel enthält, muß die S-Mangelchlorose offenbar indirekt, d.h. über eine Beeinträchtigung der Proteinsynthese, durch Mangel an S-haltigen Aminosäuren, ursächlich bedingt sein.

S-Mangel bei Spinat (Bild oben)



Mn-Mangel
:
Symptome vorwiegend lokalisiert , auf jüngeren und mittleren Blättern Dörfleckenkrankheit.:

Mn Mangel (Bild oben)


Cu-Mangel:

<>Cu-Mangel (Bild oben): Weissspitzigkeit 

Zink Mangel: typisches Zinkmangelsymptom ist ein gestauchter Wuchs (Zwergwuchs), da Zink wichtig für die Zellteilung ist. Bei Zinkmangel sinkt der Chlorophyllgehalt der Pflanzen ab, wodurch Chlorrosen bis zur Weißfärbung des Blattes eintreten können. Die Löslichkeit von Zink geht mit steigendem pH-Wert und bei sehr hohen Phosphatgehalten im Boden zurück. Zinkmangel kann daher auf neutralen bis alkalischen, carbonatreichen Böden, oder nach einer Kalkung auftreten.

2 x Zink-Mangel (Bild oben)



Fe-Mangel: Die unteren, d.h. die älteren Blätter sind besser versorgt, was für die geringe Beweglichkeit des Eisens in der Pflanze spricht. Eisen wird bevorzugt in der zweiwertigen Form aufgenommen, und muss daher vor der Aufnahme reduziert werden => Die Frage einer ausreichenden Versorgung hängt daher sehr wesentlich ab von der Fähigkeit der Pflanzenwurzel, Eisen zu reduzieren. Die Verlagerung in der Pflanze erfolgt dann als Fe3+-Citrat, da aber für den pflanzlichen Stoffwechsel allein Fe2+ physiologisch relevant ist, muss Fe3+ wieder vom Komplex abgespalten und in den Blättern erneut reduziert werden. Dieser Vorgang ist lichtabhängig ( 420nm ). Hinsichtlich Aufnahme und Transport konkurriert Fe2+ mit anderen 2-wertigen Metallen, vor allem Ca2+. Fe-Mangel wird daher durch ein hohes Ca-Angebot noch verschärft.

<>Fe-Mangel bei Mais (Bild oben)



Bor-Mangel:

Der Transport ist an den Transpirationsstrom des Xylems gebunden, daher gibt es keine sekundären Umlagerungen und die Mangelsymptome sind auf die jüngeren Pflanzenteile konzentriert. Borsäure bildet stabile Mono- und Diester mit cis-Diolen (versch. Zucker und ihre Derivate). Die Phosphogluconsäure bildet einen stabilen Boratkomplex der in weiterer Folge die Bildung von Cellulose und Pektine regelt. Ein anderer Weg führt zur Bildung von Lignin. Beides führt zu einer Stabilisierung der Zellwände. Wichtig ist weiters die Beteiligung an der Uracil-Bildung (RNA-Bestandteil) wodurch bei Mangel der Sprossvegetationspukt abstirbt. An den Blättern bilden sich oft Chlorosen aus, bei Beta- und Kohlrüben kommt es zur Herz- und Trockenfäule.

Bor – Toxizität (streifenförmige Nekrosen Am Blattrand)

<>Bor – Toxizität ((Bild oben)  streifenförmige Nekrosen am Blattrand


Optional: AUXIN-Versuch im Gewächshaus: 


mit IES befüllte Auxin-Eppendorf –Hütchen werden auf die dekaptierten Feuerbohnen-pflanzen aufgesteckt:

GEWEBEKULTUR:

Protoplasten-Regeneration

auf Netzen 

Protoplasten-Isolation: Cellulase- und Pektinase-Verdau

Proto-Filtration, -Protoplasten-Iso Protoplasten


Isolierter Protoplast