DBG · Nachwuchsförderung

Bastian Liese (Universität Bielefeld)

Bastian Liese erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Bielefeld im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Effects of microplastics on plant quality traits of Brassica oleracea var. sabauda (Auswirkungen von Mikroplastik auf pflanzliche Qualitätsmerkmale von Brassica oleracea var. sabauda)

Diese Studie zeigt die Bedeutung der Art des Kunststoffs, der Partikelgröße und -konzentration für die Aufnahme und die Auswirkungen von Mikroplastik auf Pflanzeneigenschaften.

Die Verunreinigung von Böden mit Mikroplastik und die daraus resultierenden Auswirkungen auf terrestrische Ökosysteme und Pflanzen sind eine bedeutende Herausforderung des 21. Jahrhunderts.
Daher wurden in dieser Studie die Auswirkungen einer Verunreinigung des Bodensubstrats mit Polyethylen (PE) und Polystyrol (PS) Mikroplastik Partikeln (MP), die sich in Partikelgröße und -konzentration unterschieden, auf verschiedene Pflanzeneigenschaften anhand der Nutzpflanze Brassica oleracea var. sabauda untersucht. Zusätzlich wurden PS-Partikel in B. oleracea var. sabauda-Keimlingen mittels kohärenter Anti-Stokes-Raman-Streuung (CARS) Mikroskopie erfasst.
Kunststofftyp, Partikelgröße und -konzentration zeigten deutliche Auswirkungen auf bestimmte Pflanzeneigenschaften. Die Assimilations- und Transpirationsrate war je nach Kunststofftyp und Größenklasse verschieden. Die Aminosäurezusammensetzung und -konzentration in den Blättern wurde insgesamt nicht beeinflusst, jedoch zeigte sich eine signifikant erhöhte Leucin-Konzentration in MP ausgesetzten Pflanzen. In Schnitten von PS ausgesetzten Keimlingen konnten Partikeln in einem Größenbereich von 0,5 µm bis 2,0 µm in den Zellen des Hypokotyls gefunden werden.
Die Auswirkungen der Exposition von Mikroplastik kann weitreichende Folgen für terrestrische Ökosysteme haben. Die Exposition von B. oleracea var. sabauda gegenüber Mikroplastik zeigte in dieser Studie eine Stressreaktion. Aufgrund der Allgegenwärtigkeit von MP, müssen Auswirkungen weiter erforscht werden, um die Bedeutung für Ökosysteme, die Landwirtschaft und die menschliche Gesundheit bewerten zu können.

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Bastian Liese fertigte die Arbeit an der Fakultät für Biologie der Universität Bielefeld in der Arbeitsgruppe der chemischen Ökologie von Prof. Dr. Caroline Müller an.

Visualisierung von Längsschnitten von Zellen eines Brassica oleracea var. sabauda-Sämlings und Polystyrol Partikeln (PS) mittels kohärenter Anti-Stokes-Raman-Spektroskopie (CARS). Die Pflanzen wurden 8 Tage nach der Anzucht untersucht. A: Hypokotyl einer Kontrollpflanze von B. oleracea var. sabauda, die keinem Mikroplastik ausgesetzt war. B: Mikroplastik (PS, rot) im Hypokotyl von B. oleracea var. sabauda, die Mikroplastik ausgesetzt war. C: Visualisierung der Polystyrol Partikel (weiß). (Zum Vergrößern bitte anklicken).