Untersuchungen zum Chlorophyll

Peter Robatscher
Sachbereich
Labor für Aromen und Metaboliten
(Sektion Lebensmittelqualität)
Vergleich der Chlorophyllabbauprodukte in kranken
und gesunden Pflanzen
Hierzu werden zu verschiedenen Zeitpunkten in der Vegetationsperiode Blätter von gesunden und infizierten Pflanzen gesammelt und die
auftretenden Chlorophyll-Kataboliten (Abbauprodukte) in den verschiedenen Proben mittels moderner spektroskopischer Methoden nachgewiesen und miteinander verglichen. Um die auftretenden Infektionen der
Phytoplasmen in den verschiedenen Pflanzen nachzuweisen, werden die
entsprechenden Bäume und Reben auch mit der am Versuchszentrum
Laimburg etablierten PCR-Methode analysiert. Das Projekt ist in Zusammenarbeit mit dem Institut für Organische Chemie der Universität Innsbruck im Jahre 2011 gestartet. Es ist für drei Jahre ausgelegt und wird
vom INTERREG IV ITALIEN-ÖSTERREICH-Programm finanziell gefördert.
Abbauprodukte kranker und gesunder Pflanzen gleich
Im ersten Projektjahr wurde der Abbau des Chlorophylls in Besenwuchs befallenen Apfelbäumen, Sorte Golden Delicious, eingehend
untersucht. Dabei wurden verschiedene Kataboliten in den vorzeitig
verfärbten Blättern der erkrankten Bäume nachgewiesen. Diese Abbauprodukte sind den so genannten „Nichtfluoreszierenden ChlorophyllKataboliten“ (nonfluorescent chlorophyll catabolites, NCC‘s) und
gelben Chlorophyll-Kataboliten (yellow chlorophyll catabolites, YCC‘s)
zuzuordnen. Des Weiteren konnten in den entnommenen Blattproben
von gesunden Apfelbäumen dieselben Kataboliten nachgewiesen
werden, wie in Blättern erkrankter Bäume. Damit zeigt sich, dass der
Chlorophyll-Abbau in infizierten Apfelbäumen im Wesentlichen dem
Abbau in gesunden Pflanzen entspricht. Diese Erkenntnis deckt sich
mit den gewonnenen Ergebnissen von den parallel durchgeführten
Untersuchungen an infizierten Reben.
Ergänzend zum Chlorophyll-Abbau wurden auch die Photosyntheseleistung und der Gesamtchlorophyll-Gehalt der Blätter bei befallenen
und gesunden Apfelbäumen bestimmt. In einer, der guten Agrarpraxis
entsprechend, gepflegten Ertragsanlage sind die Photosyntheseleistung und der Gesamtchlorophyll-Gehalt in kranken und gesunden Bäu-
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Laimburg Report
2014
men vergleichbar, wobei der Chlorphyll-Gesamtgehalt in
den infizierten Bäumen zum Ende der Vegetationsperiode hin schneller abnimmt.
Steinobst: Chlorophyllabbau in kranken
Pflanzen verfrüht
Der Abbau des Chlorophylls in Steinobst wurde anhand
von Aprikosenbäumen studiert, welche an der Europäischen Steinobstvergilbung erkrankt sind. In dieser
Kulturart ergibt sich dasselbe Bild wie beim Apfel: alle
Kataboliten des herbstlichen, natürlich auftretenden
Chlorophyll-Abbaus sind auch in den symptomatischen,
verfrüht gefärbten Blättern zu finden. Durch gezielt
durchgeführte Probenentnahmen zu ausgewählten
Zeitpunkten konnte zudem nachgewiesen werden,
dass der Abbau des Chlorophylls und das Auftreten der
verschiedenen Kataboliten in erkrankten Bäumen früher
beginnt als in gesunden. Im dritten Projektjahr sollen die
bisherigen Ergebnisse statistisch abgesichert werden.
Krankheitsnachweis durch verfrühten
Chlorophyllabbau möglich
Insgesamt zeigen die bisher durchgeführten Untersuchungen im Projekt BIOPHYTIROL, dass der Abbau des
Chlorophylls in Phytoplasma-infizierte Pflanzen zu den
gleichen Kataboliten führt wie der Abbau in den Blättern
gesunder Bäume. Aufgrund des früheren Auftretens
der Chlorophyll-Kataboliten in infizierten Pflanzen kann
durch deren Nachweis auf eine tatsächlich vorhandene
Infektion hingewiesen werden.
Foto: An Symptomen, wie aufgerollten Blättern und
auftretenden Chlorosen, lässt sich die Europäische
Steinobstvergilbung, hier bei Aprikose, erkennen
Pflanzenschutz
4.3
Labor für Aromen
und Metaboliten
UNTERSUCHUNGEN ZUM
CHLOROPHYLL-ABBAU
IN PHYTOPLASMENINFIZIERTEN
KULTURPFLANZEN
Wie Forschungen zeigen, ist die komplette Rotfärbung der
Blätter von Apfelbäumen ein Symptom für die Apfeltriebsucht,
eine durch Phytoplasmen, das sind zellwandlose Bakterien,
ausgelöste Krankheit. Unterscheidet sich der Chlorophyll-Abbau in den Blättern infizierter Nutzpflanzen von der natürlichen
Blattfärbung im Herbst, und wenn, ja, wie? Diese Frage ist im
Forschungsprojekt BIOPHYTIROL an den Kulturen Apfel, Traube (Weinrebe) und Steinobst und den jeweiligen Phytoplasmosen wie Apfeltriebsucht (Apfel), Schwarzholzkrankheit (Weinrebe) und Europäische Steinobstvergilbung (Steinobst) untersucht
worden. Ziel der Forschung ist es, einen Früherkennungsnachweis für die auftretenden Infektionen zu entwickeln.
Studies on chlorophyll breakdown in phytoplasma-infected
crop plants
Apart from the natural autumnal coloring of leaves, degradation
of chlorophyll can also be a symptom of a phytoplasma infection in crops such as apple, grapevine or apricot. This research
project, which was performed in collaboration with the Institute
of Organic Chemistry of the University of Innsbruck and with
financial support from the Interreg IV Italy–Austria program, examined whether and how the degradation of chlorophyll in the
discolored leaves of infected plants is different from the natural
process of autumn coloring. In order to do so, leaves of healthy
and diseased plants are collected, the degradation products of
chlorophyll are analyzed and then comparisons are made. In
apples and grapes, chlorophyll breakdown coincides with both
diseased and healthy plants. The total content of chlorophyll is
also similar in healthy and diseased trees, but with the latter it
diminishes more quickly towards the end the growing season.
With apricots as well, the degradation products of chlorophyll
correlate in both diseased and healthy plants; the degradation,
however, starts earlier in diseased trees. This may be an indicator of the occurrence of an infection.
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