Pflanzenphysiologie at Universität Düsseldorf

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Abscisinsäure

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Auxine (z.B. Indol-3-Essigsäure)

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Cytokinine

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Wechaelwirkungen von Auxin und Cytokinin

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Ethylen

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Gibberelin

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Transport von Cytokinin

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Synthese von Cytokinin

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Transport von Abscisin

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Ethylen Transport

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Phytohormone

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Hormoninduzierte Reaktionen

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Pflanzenphysiologie

Abscisinsäure
- Phytohormon bei höheren Pflanzen, Laubmoosen und Pilzen
-> S-cis-Abscisinsäure kommt natürlich vor
- hält die Dormanz (Samenruhe) aufrecht
- schließt die Stomatazellen (durch schließen der Kaliumkanäle)
- hemmt Streckungswachstum

Pflanzenphysiologie

Auxine (z.B. Indol-3-Essigsäure)
- Fördern Streckungswachstum der Sprossachse
- Fördern negativen Gravitropismus
- Fördern Phototropismus (Experiment mit Coleoptil Spitze und Agar)
- induzierten Fruchtwachstum & Bildung von Adventivwurzeln
- Apikaldominanz (hemmt Austrieb von Achselknospen) -> Auffällig bei Nadelbäumen
- hemmt Blattfall (Abszission) im Herbst
-hemmt Streckungswachstum der Wurzeln
- Wirken auf molekularer Ebene ähnlich wie Gibberelin
- stehen in Wechselwirkung mit Cytokininen

Pflanzenphysiologie

Cytokinine
- bestehen aus Adenin und verschiedenen Resten
- Zeatin ist das häufigste nat. Cytokinin
- stimulieren die Zellteilung (=Cytokinese)
- hemmen Blattseneszens (Alterungs-/Reifeprozess)
- fördern Austrieb von Achselknospen
-> hemmen Apikaldominanz
- beeinflussen Wurzelwachstum
- können bestimmte Samen, die Licht benötigen, zum Keimen veranlassen
- hemmen Streckungswachstum, aber fördern Dickungswachtum von Spross und Wurzel
- in Wechselwirkung mit Auxin

Pflanzenphysiologie

Wechaelwirkungen von Auxin und Cytokinin
- Zugabe einer spezifischen Kombination aus Cytokinin und Auxin führt zur raschen Vermehrung von kultivierten Pflanzenzellen
- hohes Cytokinin/Auxin Verhältnis fördert die Sprossbildung; niedriges Verhältnis die Wurzelbildung
- Auxin/Cytokinin Verhältnis reguliert den Verzweigungsgrad (Buschigkeit)

Pflanzenphysiologie

Ethylen
- Reifehormon/Seneszenzhormon
-> gasförmig
- Antagonist: CO2
- einfaches Alken -> Alken ist in Pflanzen vollständig bis zu CO2 oxidierbar
- Fördert Fruchtreife und Blattfall (Straßenlaternen und Ethylen)
- hemmt Streckungswachstum der Sprossachse
- hemmt Gravitropismus
- ist das wichtigste Phytohormon des Obsthandels und der Landwirtschaft
(Kühlschiffe; Obstransport)
- ist für den Hypokotylhaken verantwortlich (asymmetrische Ethylenproduktion -> Schutz der Keimblätter)
- Tripel-Respons-Effekt: hemmt Wachstum der Sprossachse und Gravitropismus, fördert Dickenwachstum

Pflanzenphysiologie

Gibberelin
- entdeckt durch "verrückte Keimlinge" durch Pilzbefall
- Fördert Samenkeimung, Sprosswachstum und Fruchtentwicklung (Bsp. zwergwüchsige Tomaten, und kernlose Weintrauben)
- unterbrechen Winterruhe
- mobilisieren Nährstoffreserven in Gräsersamen
- Parthenokarpie = Fruchtbildung ohne Befruchtung (kernlose Weintrauben)
-> ausgelöst durch Gibbereline oder Auxine
- Funktioniert auf Molekularer Ebene ähnlich wie Auxin

Pflanzenphysiologie

Transport von Cytokinin
Cytokinin hat keinen aktiven Transport, somit breitet es sich durch Diffusion und den Langstreckentransport aus

Pflanzenphysiologie

Synthese von Cytokinin
• in der Wurzelspitze wird ein Dimethylallyl-Rest auf Adenosin-5-Monophosphat übertragen

• Anschließend werden spezifische Umwandlungen für die unterschiedlichen Cytokinine vorgenommen

• Katalysiert durch Isopenetyltransferasen oder durch freie tRNA

Pflanzenphysiologie

Transport von Abscisin
- ABA wird durch das Phloem in die Wurzel und durch das Xylem in den Spross und letztendlich in die Blätter transportiert

- Bei Wassermangel wird ABA aufgrund der Alkalisierung des Xylemsaftes umverteilt;
-> ABA wird zuerst in die Blätter umverteilt, wo die Spaltöffnungen schließen und anschließend in die Wurzeln, wo es deren Leitfähigkeit erhöht

Pflanzenphysiologie

Ethylen Transport
Ethylen wird nicht aktiv transportiert, sondern aus dem Gewebe freigesetzt und breitet sich mittels der Diffusion aus
-> aktiv bei einer Konzentration in der Gasphawe von 1ul/l und bei 4,4*10‐⁹M in gelöster Form

Pflanzenphysiologie

Phytohormone
= Pflanzenhormone
-> werden im Gegensatz zu Tierhormonen in vielen Zelltypen gebildet
- organische kleine Moleküle
- von der Pflanze selbst synthetisiert
- aktiv bei einer Konzentration von 10‐⁶ bis 10‐⁸Mol
- Synthese und Wirkort sind nicht immer verdchieden
- Ausbreitung von Zelle zu Zelle, im Interzellularraum oder im Leitgewebe

Pflanzenphysiologie

Hormoninduzierte Reaktionen
- Reversibel Regulation von Stoffwechsel Prozessen, indem die Menge dem Bedarf angepasst wird

- Irreversible Steuerung des Wachstums & der Differenzierung

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