Folien 2016
Werbung
Botanik der Nutzpflanzen Kurs 1 Wozu Botanik der Nutzpflanzen? Pflanzliche Zellen. Kurs 2 Was nutzen wir (1)? Pflanzliche Energie Kurs 3 Was nutzen wir (2)? Pflanzliche Inhaltsstoffe Kurs 4 Grüne Gentechnik, Evolution der Nutzpflanzen und Globalisierung Kurs 5 Pflanzliche Gewebe 1: Meristem. Parenchym. Leitgewebe. Kurs 6 Pflanzliche Gewebe 2: Abschlussgewebe. Exkretionsgewebe. Kurs 7 Pflanzliche Organe. Aufbau der Pflanze. Metamorphosen. Kurs 8 Generative Entwicklung: Blüte. Samen. Frucht. Kurs 9 Biodiversität 1: Hauptgericht: Poaceae, Fabaceae, Solanaceae Kurs 10 Biodiversität 2: Beilagenteller: Brassicaceae, Asteraceae, Rosaceae 9.Apotom Kurs 11 Kurs 12 Biodiversität 3: Genuss: Rubiaceae, Vitaceae, Lauraceae Biodiversität 4: Heilung: Apiaceae, Lamiaceae, Zingiberaceae Botanik der Nutzpflanzen 10: Beilagenteller: Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Der rote Faden durch die Vorlesung Konzepte Biogeographie – was ist das? Kreuzblütler – Brassicaceae Korbblütler – Asteraceae Rosengewächse - Rosaceae Praxis Holzrübe des Rettichs Blütenstand der Kamille Lenticellen der Birne Anwendung Plastikraps 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Biogeographie – was ist das? Was hat Bio mit Geo zu tun? Die Evolution von Organismen hängt nicht nur von den jeweiligen Selektionsfaktoren ab, sondern läuft auch über räumliche Aufspaltung, die zur Bildung neuer Arten führt. Biogeographie versucht daher die Verbreitung von Arten mit geographischen Faktoren (ökologische Bedingungen, klimatische und geologische Faktoren) zu erklären. Fallbeispiel Araucaria. Die Araucaria zählt wie andere Nadelbäume zu den Nacktsamern und ist sehr urtümlich. Sie kommt in Südamerika, in Neu-Seeland und auf Neuguinea vor, nicht aber im geographisch viel näheren Nordamerika. Diese Verbreitung ist biogeographisch erklärbar. Sehr oft ist das Areal einer Art nur aus der geologischen Geschichte heraus verständlich. 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Biogeographie – was ist das? Molekulare Biogeographie Die Verbindung molekularer Marker mit biogeographischen Daten erlaubt es, die Wanderungen von Nutzpflanzen zu rekonstruieren. Dies erklärt nicht nur die (biologische) Evolution der Pflanzen, sondern oft auch die (kulturelle) Evolution des Menschen. Molekulare Biogeographie des Flaschenkürbis. Flaschenkürbisse wurden vor etwa 10000 Jahren domestiziert und zählen zu den ersten Kulturpflanzen Amerikas. Die Wildform kommt nur in Südafrika. Molekulare Marker und DNS aus Ausgrabungen in Mittelamerika zeigen die Verwandtschaft mit der Wildform. Brandneu: Amerikanischer Flaschenkürbis. Die frühere Idee, dass die ersten Ureinwohner den Kürbis über die eiszeitliche Beringbrücke aus Asien mitbrachten wurde 2014 widerlegt – die Kürbisse trieben übers Meer aus Afrika 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Biogeographie – was ist das? Kontinentaldrift Alfred Wegener (1912): Kontinente nicht fest sind, sondern tektonische Platten auf flüssigem Magma. Belege: hohe vulkanische Aktivität an den Kanten der tektonischen Platten, biogeographische Zusammenhänge. Die Entstehung der Angiospermen fiel zeitlich mit dem Auseinanderbrechen des Urkontinents Pangaea zusammen. Kontinentaldrift und Evolution. Alfred Wegener konnte zeigen, dass die heutigen Kontinente aus dem zerbrochenen Urkontinent Pangaea entstan-den sind. Damit zerbrach auch das Areal der gerade entstehenden Angio-spermen, was mit zu deren ungeheuren Vielfalt beitrug. Durch die räumliche Trennung wurde die Bildung neuer Arten und Familien stark beschleunigt. 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Biogeographie – was ist das? Eiszeiten Louis Agassiz (1807-1873) stellte die These auf, dass ein Teil der Erde im Quartär von Eis bedeckt war und sammelte Beweise für die „Eiszeiten“. Durch Wechsel Vereisung/Warmzeit wanderten die Pflanzen mehrfach nach Süden und zurück nach Norden. An querliegenden Gebirgen wurden die Areal gespalten (Disjunktion). Die Eiszeiten führten daher vor allem in Eurasien zu einer starken Artbildung innerhalb der Angiospermenfamilien. Eiszeit und Artbildung. Louis Agassiz postulierte und bewies den Wechsel von Eisund Warmzeiten. Glazialrelikte wie das Goldene Finger-kraut auf dem Feldberggipfel lassen sich leicht als Hinterlassenschaft einer vom Gletscher hin und her geschobenen Vegetation erklären. Dies war der zweite biogeographische Faktor, der die Diversität der Angiospermen extrem in die Höhe trieb. 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Kreuzblütler - Brassicaceae Biologische Besonderheiten Therophyten (überdauern als Samen) konkurrenzschwach. Natürlich in offenen Flächen (Ruderalflora) – Agrarflächen sind ideal („Unkräuter“). Zwischen den Früchten wird eine falsche Scheidewand gebildet, die beiden sterilen Fruchtblätter fallen bei der Reife ab, so dass eine zweiblättrige Schote entsteht (Achtung: bei Leguminosen 1 Fruchtblatt, „Hülse“). Besonderheiten der Kreuzblütler. Lebensformen – Kreuzblütler sind Therophyten. Schoten aus zwei Fruchtblättern aufgebaut (Gegensatz zur Hülse der Leguminosen). Bei Verletzung spaltet Myrosinase Glucosinolate, zu Senföl, ausserdem wird das Gas Brommetan abgegeben.. Senfölglycoside bei Verwundung durch Enzym Myrosinase gespalten und setzen scharfen Geschmack frei (Schutz vor Frassfeinden). 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Kreuzblütler - Brassicaceae Nutzung und Herkunft Kohl (Brassica oleraceae) wichtige Nutzpflanze, seit 2000 Jahren in Griechenland kultiviert, formenreich (Blumenkohl, Broccoli, Weisskohl, Wirsing, Grünkohl) Meerrettich (Armoracia rusticana) von Römern beschrieben, durch Slawen um 1000 nach Mitteleuropa. Anbau: Spreewald, Franken, Steiermark. Domestizierung der Kreuzblütler. Wie für die meisten Getreide im Fruchtbare Halbmond, allerdings einige Jahrtausende später. Wildkohl lieferte viele Formen, Meerrettich wurde von den Slawen nach Deutschland gebracht, Raps ist wohl am längsten genutzt (als Lampenöl). Raps (Brassica napus) im östlichen Mittelmeerraum kultiviert, seit 4000 in Indien als Lampenöl. Erst im 20. Jhdt. durch züchterische Entfernung von Erucasäure für menschliche und tierische Nutzung zugänglich. 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Kreuzblütler - Brassicaceae Verwandtschaft Die Bedecktsamer (Angiospermen) bestehen aus: Magnolienartige Monokotyledonen Dikotyledonen Seerosenartige •Urtümlichen Angiospermen •Einkeimblättrigen •Zweikeimblättrigen Die Kreuzblütler zählen zu den Zweikeimblättrigen 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Kreuzblütler - Brassicaceae Rosenartige (Rosidae) Verwandtschaft Schmetterlingsblütler Rosengewächse •Kreuzblütler •Rosengewächse •Schmetterlingsblütler Kreuzblütler Nutzpflanzen aus Schwestergruppen der Kreuzblütler: Apfel (Rosengewächse), Bohne (Schmetterlingsblütler) Nelkenartige Asternartige (Asteridae) Wichtige Rosiden-Gruppen: 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Schwarzer Senf Raps 16 Chromosomen Indischer Senf 36 Chromosomen Äthiopischer Senf 34 Chromosomen 6 Arten der Gattung Brassica alle untereinander fertil. Der koreanische Botaniker Woo Chang-Choon (jap. Nagaharu U) zeigte, dass dies auf drei Allopolyploidie-Ereignisse zurückging. Rübsen 20 Chromosomen Kohl 18 Chromosomen Raps 38 Chromosomen Das U-Dreieck. Ähnlich wie beim Weizen sind auch bei den Kohlarten drei Allopolyploidie-Ereignisse aufgetreten, wobei in jeder der 6 Arten 2 Genome zusammenarbeiten. Dies wurde von Woo Chang-Choon entdeckt (nach dem japanischen Namen „U-Dreieck“). Durch den Gehalt an Erucasäure (schädigt den Herzmuskel) nur als Lampenöl genutzt. Durch Züchtung wurde der Gehalt gesenkt (0-Raps) und schließlich ganz eliminiert (Doppel-0Raps). Damit auch Nutzung für die Ernährung. 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Korbblütler - Asteraceae Wie erkennt man sie? Blüten in korbartigen Blütenständen. Aussenblüten (Zungenblüten) sind zygomorph, Innenblüten (Scheibenblüten) radiärsymmetrisch. Blätter zumeist Nebenblätter. gefiedert, ohne Früchte (Achänen) hart, verholzte Fruchtwand mit Samenwand verwachsen (wie bei Nüssen und Karyopsen). Kelchblätter oft zu Flughaaren umgebildet (Pappus). Erkennungsmerkmale der Korbblütler (Asteraceae). Blütenstand mit zygomorphen Zungen- („Strahlen“) und radiären Scheibenblüten innen. Blüten sind fünfzählig gebaut, Kron- und Staubblätter röhrenartig verwachsen, der Blütenstand bildet eine funktionelle Einheit („Blume“). Blüten sind fünfzählig, Blütenorgane weitgehend röhrenartig verwachsen. 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Korbblütler - Asteraceae Biologische Besonderheiten Blütenstand entwickelt sich als Einheit, Form einer Blüte hängt also von der Lage im Blütenstand ab. Daher Name Compositae, der oft als synonym für Korbblütler/Asteraceen benutzt wird. Wiesenbocksbart Löwenzahn Besonderheiten der Asteraceen. Die Form der Einzelblüten ändert sich abhängig von der Position. Dies wird über mechanische Spannungen gemessen. Der Pappus entspricht umgewandelten Kelchblättern und hilft bei der Verbreitung der Frucht durch Wind oder pustende Kinder. Woher weiss die Blüte, an welcher Position sie sitzt? Wenn man den Blütenstand zusammenquetscht, bilden die Außenblüten anstelle einer zygo-morphen Zungenblüte eine radiärsym-metrische Blüte. Das Signal ist also mechanische Spannung. Haariger Pappus für Verbreitung über Wind verbreitet („Pusteblumen“). 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Korbblütler - Asteraceae Nutzung und Herkunft Artischocke (Cynara cardunculus) – im Mittelmeerraum seit 2000 Jahren kultiviert, durch Araber verbreitet (alharshuf). Eng mit Disteln verwandt. Zwei Sorten: Artischocke Blütenstand, Cardy (auch Spanische Artischocke) -fleischige Blattstiele. Kopfsalat (Lactuca sativa) – ab dem Mittelalter in Europa als Kulturpflanze bekannt. Samen sind lichtkeimend (junge Kulturpflanze!). Nutzung der Korbblütler. Blütenstand der Artischocke und reife Blüte, unten Cardy-Pflanzen. Kopfsalat und Blütenstand nach dem „Schießen“. Aus der Gattung Helianthus kommen mit der Sonnenblume und der Erdbirne gleich zwei Nutzpflanzen, beide aus Nord-/Mittelamerika. Sonnenblume (Helianthus annuus) – stammt aus Nord- und Mittelamerika, ebenso wie die Erdbirne Topinambur (Helianthus tuberosus). 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Korbblütler - Asteraceae Verwandtschaft Die Bedecktsamer (Angiospermen) bestehen aus: Magnolienartige Monokotyledonen Dikotyledonen Seerosenartige •Urtümlichen Angiospermen •Einkeimblättrigen •Zweikeimblättrigen Die Korbblütler zählen zu den Zweikeimblättrigen 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Korbblütler - Asteraceae Doldenblütler Verwandtschaft Wichtige Asteriden-Gruppen: Rosenartige Nelkenartige Korbblütler Lippenblütler Windengewächse Nachtschattengewächse Asternartige (Asteridae) •Rosenartige •Nelkenartige •Asternartige Nutzpflanzen aus Schwestergruppen der Korbblütler: Sellerie (Doldenblütler), Basilikum (Lippenblütler) Süßkartoffel (Windengewächse), Tomate (Nachtschattengewächse) 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Korbblütler - Asteraceae Sonnenblume Seit 4500 Jahren kultiviert (eine der ältesten Kulturpflanzen Amerikas) im Mississippi-Gebiet, von dort über Mexiko bis Südamerika (bei den Inka als Symbol des Sonnengotts verehrt). In Europa in Russland als Fastenspeise großflächig angebaut – bis heute ist Russland Hauptproduzent. Blüte dreht sich nach der Sonne (Heliotropismus). Eine der größten einjährigen Pflanzen überhaupt. Sonnenblume (Helianthus annuus). Sonnenblumenfeld mit ausgerichte-ten Blüten (Heliotropismus). Große Achänen mit Samen („Sonnenblumen-kern“). Mit bis zu 8 Metern ist die Sonnenblume die größte einjährige Pflanze überhaupt. Potential als Biokraftstoff ist noch nicht untersucht. Öl ist sehr wertvoll für die Ernährung (reich an ungesättigte Fettsäuren), aber nicht als Bratöl geeignet. 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Korbblütler - Asteraceae Lichtblick für Diabetiker Stevia rebaudiana (Honigkraut), traditionelle Süßpflanze der GuaraniIndianer mit 300-facher Süßkraft von Zucker, als Süßstoff für Diabetiker geeignet (Ersatz für das inzwischen als kanzerogen angesehene Aspartam). Alternativen für Zucker und Stärke. Das Honigkraut Stevia produziert einen natürlichen Süßstoff, die Erdbirne nutzt Fructose-Polymere zur Speicherung. Beide Produkte können Zucker und Stärke ersetzen und sind daher wichtige Alternativen für Diabetiker geworden. Helianthus tuberosus (Topinambur, Erdbirne), mehrjährige Verwandte der Sonnenblume, speichert Inulin (Polymer aus Fructose). Speicherung von Inulin ist bei vielen Asteraceen üblich, z.B. auch bei der im Mittelalter oder in Notzeiten in Europa viel genutzten Wegwarte (Cichoria). 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Korbblütler - Rosaceae Wie erkennt man sie? Meist mehrjährig, Sträucher oder Bäume Blüten groß, 5 Kelch- und Kronblätter, Staub- und Fruchtblätter oft zahlreich, Fruchtknoten meist 5-zählig Steinfrüchte oder Sammelbalgfrüchte mit fleischigem Fruchtboden (Apfelfrucht) Häufig Stacheln oder Dornen Erkennungsmerkmale der Rosengewächse (Rosaceae). Meist Bäume oder Sträucher, Blüten im Prinzip fünfzählig (Staub- und Fruchtblätter oft vervielfacht), Nebenblätter (Stipeln) einer Nelkwurz, Stacheln einer Rose und Dornen der Schlehe. Blätter meist gefiedert, am Ansatz des Blattstiels oft Nebenblätter (Stipeln). 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Korbblütler - Rosaceae Biologische Besonderheiten Speichern oft cyaonogene Glycoside, die bei der Verdauung Blausäure freisetzen. Benutzen oft Zuckeralkohole (Sorbitol, von Sorbus, Vogelbeerbaum) für Transport und Speicherung (kann ohne Insulin verstoffwechselt werden, Einsatz in Diabetiker-Diät). Früchte fleischig, süß, attraktiv – Steinund Kernobst. Bilden Anthocyane in der Epidermis, oft auch im Perikarp. Besonderheiten der Rosengewächse (Rosaceae). Amygdalin aus der Bitterrmandel. Sorbitol (links) im Vergleich zu Glucose (rechts). Fast unser ganzes Obst zählt zu den Rosaceae. Extraflorale Nektarien am Blattstiel der Pflaume. Häufig extraflorale Nektarien – nicht Bestäubung, sondern Anlockung von Fraßfeinden von Schadinsekten. 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Korbblütler - Rosaceae Nutzung und Herkunft Rosengewächse auf allen Kontinenten. Geschichte der Nutzung jedoch klar Mittlerer Osten (Iran, Türkei) Birne: schon von den Sumerern als heiliger Baum verehrt, über 5000 Sorten. Zwei Domestierungszentren: China und Kaukasus. Nutzung als Obst, auch in Form von Obstschnaps. Domestizierung. Die Form der Birne zeigt das Domestizierungszentrum an (oben Williams-Christ, unten Nashi-Birne). Eselsbrücke: Baumform=Fruchtform. Die Erdbeere ist eine Sammelnuss-Frucht. Sauerkirsche (Prunus cerasum) und Süßkirsche (Prunus avium) sind eng verwandte Arten, der Ursprung ist unklar. Erdbeere: wild schon in der Steinzeit gesammelt. Heutige Gartenerdbeere ist ein Hybrid aus chilenischen und nordamerikanischen Arten (um 1750 in Holland entwickelt). Kirsche: wild schon in der Steinzeit gesammelt. Domestizierung im Mittleren Osten 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Korbblütler - Rosaceae Verwandtschaft Die Bedecktsamer (Angiospermen) bestehen aus: Magnolienartige Monokotyledonen Dikotyledonen Seerosenartige •Urtümlichen Angiospermen •Einkeimblättrigen •Zweikeimblättrigen Die Rosengewächse zählen zu den Zweikeimblättrigen 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Korbblütler - Rosaceae Rosenartige (Rosidae) Verwandtschaft Schmetterlingsblütler Rosengewächse •Kreuzblütler •Rosengewächse •Schmetterlingsblütler Kreuzblütler Nutzpflanzen aus Schwestergruppen der Rosengewächse: Bohne (Schmetterlingsblütler), Raps (Kreuzblütler) Nelkenartige Asternartige (Asteridae) Wichtige Rosiden-Gruppen: 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Korbblütler - Rosaceae Apfel Es gibt viele wilde Apfelarten, daher ist der Ursprung schwer feststellbar. Der Altai-Apfel (M. sieversii) wurde wohl vor etwa 4000 Jahren im AltaiGebirge domestiziert und gelangte über Griechen und Römer nach Europa. Unterwegs nahm er Gene vom Holzapfel auf (Introgression). Ursprung also vermutlich Kasachstan. Hauptstadt Alma-Aty heisst „Vater der Äpfel“. Nutzpflanze Apfel. Unser Wildapfel (Malus sylvestris) lässt sich nur schwer vom Kulturapfel unterscheiden. Aufgrund seiner Früchte heißt er auch Holzapfel. Der Ursprung unseres Kulturapfels ist vermutlich der Altai-Apfel (rechts). Grund für die Hybridisierfreudigkeit: ein gametophytisches Selbstinkompatibilitäts-System Äpfel sind selbstinkompatibel, also obligat auskreuzung. Selbst-Pollen wird beim Auskeimen durch RNase attackiert (gametophytische SI). 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Konzepte: Korbblütler - Rosaceae Marzipan Der Marzipan ist ein kondensiertes Rosaceen-Produkt: Grundstoff sind gemahlene Kerne von Mandeln (Marzipan) oder Aprikosen (Persipan). Beide gehören zur Gattung Prunus (Pflaumen). Aromakomponente ist das Benzaldehyd. Besonders in Bittermandelöl angereichert – Problem: cyanogene Glykoside. Daher nur Süßmandel erlaubt. Marzipan. Ursprünglich aus Persien. Rohmasse aus Zucker, Mandeln und Rosenöl. Es wird der Same der Süssmandel eingesetzt, für den Persipan Aprikosenkerne. Rosenöl wird durch Wasserdampfdestillation aus Blütenblättern hergestellt. Für Bulgarien und Iran wichtige Industriezweige. Rosenöl: eine Mischung zahlreicher Monoterpene wie Neral, Citral, Rosaloxid 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Praxis: Holzrübe vom Rettich Rettich (Raphanus sativus), Kreuzblütler (Brassicaceae) Wurzel, Holzrübe, Querschnitt Rettich und Radieschen zählen zur selben Art. Auf Bildung einer Speicherwurzel (Rübe) hin gezüchtet. Das Xylem ist stark verdickt, es handelt sich also um eine Holzrübe. Scharfer Geschmack durch Glucosinolate. Diese werden beim Schneiden durch Myrosinase gespalten, so dass die scharf schmeckenden Senföle entstehen. Rettich. Hier nutzt man die für die Kreuzblütler typischen Glucosinolate, die bei Verwundung (Schneiden) durch das Enzym Myrosinase gespalten werden. Rettich ist eine typische Holzrübe, das Kambium sitzt also ganz außen, im Innern ist viel sekundäres Xylem mit Xylemparenchym. Frage zum Nachdenken: warum lässt man den Bayerischen Radi vor dem Verzehr erst eine Weile mit Salz ziehen? 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Praxis: Blütenstand der Kamille Kamille (Matricaria camomilla, Asteraceae) Blütenstand Extrakt aus Kamillen wirkt antimikrobiell und wird daher traditionell gegen Infektionen eingesetzt (Volksname “Mutterkraut” gegen Wochenbettfieber) Inhaltsstoff: Bisabolol und andere Terpenoide (Farnesen, Chamzulen) mit entzündungshemmenden und antimikrobiellen Eigenschaften. Kamillen. Es gibt mehrere Chemovare. Die Deutsche Kamille Matricaria camomilla und die Edel-Kamille lassen sich an der Form der Zungenblüten unterscheiden. Die Edel-Kamille erzielt einen höheren Preis, weil sie einen höheren Gehalt an antimikrobiellem a-Bisabolol aufweist. Ursprung: Kleinasien und Balkan. Die Handelsware stammt zumeist aus dem Anbau – Hauptexporteure sind Ägypten, Argentinien, Ungarn und Bulgarien 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Praxis: Blütenstand der Artischocke Artischocke (Cynara cardunculus, Asteraceae) Unreifer Blütenstand Geerntet werden die noch geschlossenen Blütenstände. Es gibt je nach Anbaugebiet zwei Ernten (Spanien Winterhalbjahr, Frankreich und Italien Mai). Inhaltsstoff Cynarin, der eine galleund leberfördernde Wirkung hat und sehr bitter schmeckt. Likör Cynar (Padua) als Magenbitter. Artischocken. Blütenstand einer Spanischen Artischocke (Blattgemüse) zeigt sehr schön die Distelverwandtschaft. Strukturformel von Cynarin, einem Flavonoid, das sehr bitter schmeckt. Längsschnitt durch eine Artischocke aus der Irish Times: Achtung Beschriftung ist falsch – warum? Kuriosum: nach dem Verzehr von Artischocken schmeckt alles sehr süß. Grund: die Bitterrezeptoren sind mit den Süßrezeptoren verschaltet und sind nach Genuss von Artischocken “erschöpft”. 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Praxis: Lenticellen der Birne Birne (Pyrus communis, Rosaceae) Lenticellen der Fruchthaut Die braunen Punkte auf der Oberfläche von Birnen und Äpfeln sind nicht schadhafte Stellen, sondern werden von der Pflanze gezielt gebildet. Öffnungen der Cuticula sichern einen ausreichenden Gasaustausch (Früchte atmen!). Lenticellen. Zumeist verkorkte Poren, die den Gasaustausch erlauben, häufig in der Borke von Bäumen zu finden, aber auch bei Früchten wie bei Apfel und Birne. Sie entstehen häufig aus Spaltöffnungen, aber auch an Rissen. Ein sekundäres Meristem (das Phellogen) bildet den Kork, viele Interzellularen (wozu wohl?). Der Wundreiz aktiviert ein sekundäres Meristem. Parenchymatische Zellen bilden Korkstoff (Suberin), der antimikrobiell wirkt. Häufig entstehen Lenticellen aus Spaltöffnungen. Denken SIE mal nach Warum enthalten Apfelkerne cyanogene Glycoside? A Als Stickstoffquelle für den Embryo B Um zu verhindern, dass Tiere den Apfel fressen C Um Osmose und Platzen der Frucht zu verhindern D Um zu verhindern, dass Säuger den Samen kauen Denken SIE mal nach Warum enthalten Apfelkerne cyanogene Glycoside? A Als Stickstoffquelle für den Embryo B Um zu verhindern, dass Tiere den Apfel fressen C Um Osmose und Platzen der Frucht zu verhindern D Um zu verhindern, dass Säuger den Samen kauen 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Anwendung: Plastikraps Pflanzlicher Stoffwechsel Acetyl- CoA Acetyl-CoA Ketothiolase Acetoacetyl-CoA AcetoacetylCoA-Reduktase Hydroxybuturyl-CoA PHA-Synthase PHB-Polymer Metabolic Engineering des Fettsäurestoffwechsels. Raps speichert in seinen Samen Öl. Daher ist dort der Fettsäure-Stoffwechsel stark aktiviert. Dadurch stehen viele aktivierten C2-Körper zur Verfügung. Diese lassen sich zu Kunststoffen polymerisieren Kunststoffe sind Polymere aus organischen Bausteinen. Diese werden über die Photosynthese gebildet. Daraus lässt sich eine Alternative zu Erdöl konstruieren. Organell für den Fettsäure-Stoffwechsel sind die Chloroplasten. Wenn man die Kondensation der aktivierten C2-Körper durch eingeführte Enzyme aktiviert, entsteht im Chloroplasten Weichplastik. 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Anwendung: Plastikraps In bestimmten Bakterien treten solche Kondensationen auf. Die Enzyme (Ketothiolase, AcetoacetylCoA Reduktase, PHA-Synthase) wurden kloniert und in Pflanzen exprimiert. Das Granulat wird in den Chloroplasten gespeichert und kann dann nach Aufschluss leicht aufgereinigt werden. Vorteil: Die Energie stammt aus der Photosynthese, es ensteht ein nachhaltiger Kreislauf. Plastikraps. Durch Einführung von drei Enzymen kann die Fettsäuresynthese auf Poly-Hydroxy-Buttersäure (PHB) umgelenkt werden, die zu einem KunststoffGranulat polymerisiert. Dies kann als Weichplastik eingesetzt werden, wodurch ein Kreislauf entsteht. Problem: Erdöl ist noch zu billig. 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae Anwendung: Plastikraps Raps wird großflächig in Kanada und Nord-USA angebaut (weil da die Erträge für Mais und Weizen nicht mehr rentabel sind). Aufgrund der engen Verwandtschaft muss man damit rechnen, dass die Transgene über Pollen in andere Arten gelangen, die als „Un-kräuter“ in Rapsfeldern leben. Problem Auskreuzung. Vor allem in Kanada wird transgener Raps grossflächig angebaut. Dadurch können die Transgene in andere Brassica-Arten (Rübsen) „ausbüchsen“ (U-Dreieck!). Ein Ansatz, um das zu unterbinden ist Plastiden-Transformation. Die Plastikrapsgene sind plastidär und daher gute Kandidaten. Bei der Befruchtung werden die Plastiden des Pollen nicht weitergegeben. Daher versucht man nun, Transgene ins Plastidengenom zu schleusen. 10. Brassicaceae. Asteraceae. Rosaceae TAKE-HOME QUESTION: Unter welchen Umständen könnte transgener Raps ein Unkraut werden?
