Tobias Blank (Leibniz Universität Hannover)
Tobias Blank erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Leibniz Universität Hannover im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:
Analyse von Sekundärmetaboliten und deren Reaktion auf Salz in Haarwurzelkulturen von Lycium humile
Tobias Blank analysierte erstmals die Anpassungsstrategien der extrem halophilen Lycium humile an salzige Umgebungen auf metabolischer Ebene. Hierfür etablierte er Haarwurzelkulturen, die er Salzstress aussetzte, was eine detaillierte Messung der Sekundärmetaboliten ermöglichte.
Die zunehmende Versalzung der Böden ist eine große globale Herausforderung, welche innovative Strategien zur Erforschung der Salztoleranz von Pflanzen erfordert. Diese Arbeit fokussierte sich auf die weitgehend unerforschte halophile Art Lycium humile. Diese Pflanze kommt nur in den hohen Gebirgen und Salzwüsten der südamerikanischen Anden natürlich vor. Um die Mechanismen der Salztoleranz von Lycium humile zu untersuchen, wurden Haarwurzelkulturen („hairy roots“) mit Hilfe des Bakteriums Rhizobium rhizogenes induziert. Diese Technik ermöglicht das Wachstum von Wurzeln in einer kontrollierten Umgebung und eignet sich hervorragend für die Untersuchung von Pflanzenreaktionen auf Stress, besonders im Hinblick auf das hier streng limitierte Pflanzenmaterial. Drei dieser Haarwurzellinien wurden in Flüssigmedien mit verschiedenen Salzkonzentrationen kultiviert, um die Bedingungen zu simulieren, denen diese Pflanzen in der Natur ausgesetzt sind.
Das Experiment konzentrierte sich auf die Analyse der Produktion von Sekundärmetaboliten in den Wurzeln, die für die Resilienz von Lycium humile verantwortlich sein könnten. Gemessen wurden die Gesamtmengen an Phenolen, Flavonoiden und Alkaloiden. Um ein umfassendes Verständnis dieser metabolischen Veränderungen zu erlangen, wurde zusätzlich die Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS) eingesetzt. Wie sich zeigte, steigt der Gesamtgehalt an Phenolen und Flavonoiden durch Salzapplikation in einer der Haarwurzel-Linien deutlich an. Weitere Veränderungen der Sekundärmetaboliten wurden durch die Ergebnisse der LC-MS gezeigt.
Zum ersten Mal konnte so ein Einblick gewonnen werden, wie die extrem halophile Lycium humile chemisch auf Salz reagiert. Ob die Versuche mit den Haarwurzelkulturen die tatsächlichen Mechanismen der ganzen Pflanze wiederspiegeln und um welche Verbindungen es sich im Detail handelt, kann in zukünftigen Versuchen bestimmt werden.
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Tobias Blank fertigte die Arbeit am Institut für Botanik in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jutta Papenbrock an.
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