Bildung des ätherischen Öles während der Blattentwicklung

Das hier vorgestellte Projekt basiert auf einer neuen Entwicklung im Bereich der Analyse von einzelnen Ätherisch- Öldrüsen mittels direkter "Solid phase microextraction" (SPME) (Grassi et al., 2003b). Diese Methode erlaubt es erstmals, ein fast vollständiges Inhaltsstoffspektrum (bis zu 40 Verbindungen) einzelner, nur bis zu 50m großer Ätherisch-Öldrüsen zu erhalten. Vorausgehende Ergebnisse bei Salbei (Salvia officinalis) ergaben, daß die Bildung des ätherischen Öles in den Öldrüsen nicht nur von deren Alter abhängt, sondern auch von der spezifischen Position am Blatt, wo sie sich entwickeln (Grassi et al., 2003b). Insbesondere zeigten Öldrüsen des Blattrandes sowohl Inhaltsstoffe, die für junges Gewebe typisch sind, als auch Inhaltsstoffe, die charakteristisch für altes Blattgewebe sind. Das führte zur Vermutung, daß die Expansion des Blattes eine wichtige Rolle in der Bildung des ätherischen Öles spielt. Tatsächlich ist bereits aus älteren Studien bekannt, daß die Bildung des Monoterpenes Kamphor mit der Blattexpansion korreliert. Ziel dieses Projektes ist, die Expansion, den Wuchs und die Form des Blattes mittels spezifischer pflanzlicher Wachstumshormone, Herbizide, Antibiotika und spezieller Biosynthesehemmer zu verändern und so den Einfluß räumlicher Parameter des Blattes auf die Terpenbiosynthese bei Salbei (Salvia officinalis) und in einem geringeren Ausmaß bei Kamphor Basilikum (Ocimum kilimandscharicum) zu untersuchen. Das Projekt wird physiologische, anatomische und molekularbiologsche Analysen von Blättern, Blattzonen und Einzelöldrüsen mit chemischen Merkmalen des ätherischen Öles, unter Berücksichtigung chemometrischer und statistischer Verfahren, kombinieren. Diese Untersuchungen werden neue Einblicke in die Bildung des ätherischen Öles und dessen Variation während der Ontgenese geben, und zeigen, WO und WANN am Blatt spezifische Änderungen des ätherischen Öles stattfinden. Schließlich wird auch mit biochemisch-ökologischen Versuchen auf die Frage eingegangen, WARUM die Pflanzen in den komplexen Prozess der Bildung des ätherischen Öles investieren. Fraßversuche mit Larven des Nachtfalters der Gattung Spodoptera werden prüfen, ob die unterschiedlichen quantitativen Zusammensetzungen des ätherischen Öles am Blatt (Blattrand vs. Blattbasis und Blattspitze) ökologisch relevant sind.

Das hier vorgestellte Projekt basiert auf einer neuen Entwicklung im Bereich der Analyse von einzelnen Ätherisch- Öldrüsen mittels direkter "Solid phase microextraction" (SPME) (Grassi et al., 2003b). Diese Methode erlaubt es erstmals, ein fast vollständiges Inhaltsstoffspektrum (bis zu 40 Verbindungen) einzelner, nur bis zu 50m großer Ätherisch-Öldrüsen zu erhalten. Vorausgehende Ergebnisse bei Salbei (Salvia officinalis) ergaben, daß die Bildung des ätherischen Öles in den Öldrüsen nicht nur von deren Alter abhängt, sondern auch von der spezifischen Position am Blatt, wo sie sich entwickeln (Grassi et al., 2003b). Insbesondere zeigten Öldrüsen des Blattrandes sowohl Inhaltsstoffe, die für junges Gewebe typisch sind, als auch Inhaltsstoffe, die charakteristisch für altes Blattgewebe sind. Das führte zur Vermutung, daß die Expansion des Blattes eine wichtige Rolle in der Bildung des ätherischen Öles spielt. Tatsächlich ist bereits aus älteren Studien bekannt, daß die Bildung des Monoterpenes Kamphor mit der Blattexpansion korreliert. Ziel dieses Projektes ist, die Expansion, den Wuchs und die Form des Blattes mittels spezifischer pflanzlicher Wachstumshormone, Herbizide, Antibiotika und spezieller Biosynthesehemmer zu verändern und so den Einfluß räumlicher Parameter des Blattes auf die Terpenbiosynthese bei Salbei (Salvia officinalis) und in einem geringeren Ausmaß bei Kamphor Basilikum (Ocimum kilimandscharicum) zu untersuchen. Das Projekt wird physiologische, anatomische und molekularbiologsche Analysen von Blättern, Blattzonen und Einzelöldrüsen mit chemischen Merkmalen des ätherischen Öles, unter Berücksichtigung chemometrischer und statistischer Verfahren, kombinieren. Diese Untersuchungen werden neue Einblicke in die Bildung des ätherischen Öles und dessen Variation während der Ontgenese geben, und zeigen, WO und WANN am Blatt spezifische Änderungen des ätherischen Öles stattfinden. Schließlich wird auch mit biochemisch-ökologischen Versuchen auf die Frage eingegangen, WARUM die Pflanzen in den komplexen Prozess der Bildung des ätherischen Öles investieren. Fraßversuche mit Larven des Nachtfalters der Gattung Spodoptera werden prüfen, ob die unterschiedlichen quantitativen Zusammensetzungen des ätherischen Öles am Blatt (Blattrand vs. Blattbasis und Blattspitze) ökologisch relevant sind.