Pflanze-Bestäuber-Kommunikation unter Trockenstress

Pflanzen sind die wichtigsten Primärproduzenten und damit entscheidend für das Funktionieren von Ökosystemen. Die sich weltweit verändernden klimatischen Bedingungen wirken sich auf Pflanzen in natürlichen Systemen sowie in der Landwirtschaft aus. Die vorhergesagte Wasserknappheit wird nicht nur das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen und die landwirtschaftliche Produktion beeinträchtigen, sondern auch die Interaktionen von Pflanzen mit anderen Organismen, wie etwa die Bestäubung. Der Blütenduft ist ein wichtiges Kommunikationsmedium bei der Interaktion zwischen Pflanzen und Bestäubern. Bisher ist unklar, wie kurz- und langfristige Trockenheit die Synthese von Blütenduftstoffen und die Kommunikation mit Bestäubern beeinflusst. In der Vergangenheit hat Trockenheit zu großen Ernteverlusten beim Steirischen Ölkürbis (Cucurbita pepo pepo var. styriaca Greb.) geführt. Daher wollen wir uns mit folgenden Fragen beschäftigen: 1) Verändern kurz- und langfristige Trockenstressbedingungen die Qualität und Quantität der von den weiblichen und männlichen Blüten abgegebenen Duftstoffe? 2) Welchen Einfluss hat Trockenheit auf die Biosynthese von Blütendüften? 3) Verändert Trockenstress die Menge und Zusammensetzung des Nektars? 4) Welche Blütendüfte lösen physiologische Reaktionen in den Antennen von Bestäubern (Hummeln und Honigbienen) der Kürbisblüten aus? 5) Wie wirkt sich Trockenstress auf die Anlockung von Bestäubern durch Blütendüfte aus? Blütendüfte werden mittels Gaschromatographie/Massenspektrometrie (GC/MS) analysiert. Es werden Transkriptomanalysen durchgeführt, um den zugrundeliegenden molekularen Mechanismus der Auswirkungen von Trockenheit auf die Blütenduft-Biosynthese zu bestimmen. Physiologische und verhaltensbezogene Reaktionen von Bestäubern auf Blütendüfte von Pflanzen mit unterschiedlicher Wasserverfügbarkeit werden durch elektroantennographische Experimente(GCgekoppelt mit elektroantennographischer Detektion; GC/EAD)bzw. Verhaltensstudien bestimmt. In unserer Studie werden wir zum ersten Mal die Auswirkungen von (kurz- und langfristiger) Trockenheit auf die Biosynthese von Blütendüften und auf die olfaktorische Attraktivität von Blüten für Bestäuber bestimmen.