BayFORKLIM

BAYERISCHER KLIMAFORSCHUNGSVERBUND

U12 UV-B-Schirmpigmente

Arbeitsfeld:

Erste Arbeiten zu Schutzmechanismen von Waldbäumen gegen erhöhte UV-B-Strahlung hatten gezeigt, daß Nadel-bäume auf zunehmende UV-B-Strahlung mit einer verstärkten Bildung von Flavonoiden reagieren. Die Verbindungen tragen neben ihrer Flavonol-Grundstruktur, die eine Abschirmung in den Bereichen UV-A und UV-B erlaubt, zwei substituierte Zimtsäurereste, die vor allem eine starke Absorption von UV-B-Strahlung zur Folge haben. Diese Pigmente wurden ausschließlich in der Epidermis der Nadeln nachgewiesen, was eine Funktion als UV-B-Schirm-pigmente unterstützte. In dem vorliegenden Projekt konnte nun gezeigt werden, daß die Buche als wichtigster Laubbaum in Bayern verwandte Schutzmechanismen aufweist. Dazu wurden in zwei Experimenten Buchenkeimlinge unter jeweils vier unterschiedlichen UV-B-Bedingungen kultiviert und die UV-B-abhängige Bildung phenolischer Inhaltsstoffe untersucht. Diese Metabolite wurden isoliert und ihre Struktur mit Hilfe spektroskopischer Methoden ermittelt. Es zeigte sich, daß auch die Buche Pigmente aus der Klasse der Flavonoide bildet, die substituierte Zimtsäuren zur wirksamen UV-B-Abschirmung tragen. Außerdem wurden große Mengen ähnlicher Strukturen in den Zellwänden vor allem der Epidermiszellen gefunden. Mit Hilfe der UV-induzierten Chlorophyllfluoreszenz konnte zudem eine starke Abschirmung von UV-A- und UV-B-Strahlung durch die Blattepidermis gezeigt werden. Am natürlichen Standort ist die Buche einem Zusammenspiel vieler ökologischer Faktoren ausgesetzt. So kann die Erhöhung der UV-B-Strahlung eine Änderung der Empfindlichkeit gegenüber anderen Streßfaktoren zur Folge haben. Als Beispiel für eine Wechselwirkung zweier Faktoren wurde in einem weiteren Expositionsexperiment die UV-B-bedingte Prädisposition der Buchenblätter für die Infektion durch das Blattpathogen Apiognomia errabunda untersucht. Die ersten Ergebnisse deuten an, daß erhöhte UV-B-Strahlung eine nachfolgende Infektion durch das Pathogen fördert.

Forschungsbedarf:
bereits abgeschlossen

Gefördert durch:
Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz