Die Verfügbarkeit des Makroelementes Phosphor ist für Lebewesen eingeschränkt. Besonders bei der Pflanzenproduktion und der Tierernährung spielt die Phosphorverfügbarkeit eine wichtige Rolle bei der ökonomischen Nutzung der Ressourcen. In den Fokus der Wissenschaft zur Lösung des Phosphorproblems gerieten die Phytasen, da monogastrische Tiere nicht in der Lage sind das in den Pflanzensamen gespeicherte Phytat zu nutzen. Die gentechnische Veränderung von Pflanzen stellt eine effiziente Möglichkeit zur Produktion von phosphatfreisetzenden Enzymen, zur Erhöhung der Biomasseproduktion und zur Veränderung der Inhaltstoffe dar. In dieser Arbeit wurden erfolgreich transgene Pflanzen der Arten Nicotiana tabacum L. cv. Samsun und Hordeum vulgare L. cv. Golden Promise erzeugt, die in der Lage waren die Phytase aus Klebsiella sp. ASR1 bzw. aus Bacillus amyloliquefaciens FZB45 zu produzieren. Es wurde für jedes Protein eine Strategie zur Reinigung des aktiven Enzyms aus den verschiedenen Wirtsorganismen entwickelt und seine biochemischen Eigenschaften charakterisiert. Es wurde gezeigt, dass die β-Propeller-Phytase aus Bacillus im Gegensatz zur sauren Phytase aus Klebsiella durch die posttranslationale Modifikation teilweise ihre Eigenschaften ändert. Die Auswirkungen der heterologen Expression der Phytasen auf die Veränderung der Anteile von Phytinsäure und anorganischem Phosphor, in Relation zum gesamten Phosphor, in den Gerstensamen wurden untersucht. Es wurde eine Reduktion des Phytinsäuregehaltes um 19 % und eine Erhöhung des Gehalts anorganischem Phosphor zwischen 27 % und 78 nachgewiesen. Mit Hilfe von spezifischen Signalsequenzen gelang es die Phytaseproteine aus der Wurzel in das umgebende Medium zu sekretieren. Die Sekretion der Bacillus Phytase führte zu einer Steigerung der Biomasseproduktion von Nicotiana tabacum L. unter unsterilen Wachstumsbedingungen mit Phytat als einziger P-Quelle um 34 %. / Due to the bad availability of phosphorus in natural habitats the improvement of phosphorus accessibility to organisms became an important topic of research, particularly for agriculture and animal nutrition. In plant seeds phosphorus is bound to D-myo-inositol to form phytic acid that is indigestible for mono gastric animals. Therefore the use of phytases to hydrolyze the phytic acid and to mobilize the anorganic phosphorus came in focus to science. Genetic engineering gave the opportunity to improve the phosphorus availability. Genetic manipulation of plants is a suitable tool to produce phosphorus releasing enzymes, thereby increasing the biomass and decreasing the content of phytic acid in plants. In this work I generated transgenic plants of Nicotiana tabacum and Hordeum vulgare vulgare which successfully express the phytase gene phyK from Klebsiella pneumonia ASR1 and phyC from Bacillus amyloliquefaciens FZB42. Chromatographically purification strategies were developed and biochemical properties were characterized for all phytase proteins. All enzymes were active and PhyC was posttranslational modified. The effect of the recombinant phytase activity to total phosphorus, phytic acid and anorganic phosphorus content of barley seeds were elucidated. The phyK-expression in barley seeds yield a reduction of phytic acid content of about 19 % and an increase of anorganic phosphorus of about 78 %. Transgenic barley seeds with phyC gene expression show an increase of anorganic phosphorus content from 27 % to 48 % but no decrease in phytic acid content. In growth experiments no special phenotypes of plant containing the recombinant protein were visible. The insertion of apoplastic signal sequences in front of the phytase genes resulted in secretion of the proteins into the rhizosphere. The secretion of PhyC led to an improved growth of Nicotiana tabacum under unsterile conditions with sodium phytate as single phosphorus source increasing the biomass up to 34 %.

Die vorliegende Arbeit zeigt die Möglichkeiten einer Kultur australischer Akazien als Topfpflanzen. Im ersten Teil werden in einer umfangreichen Literaturübersicht ökologische Standortbedingungen und bisherige nationale und internationale Veröffentlichungen über australische Akazien und zur Kultur weiterer australischer Pflanzen dargestellt. Untersuchungen zur generativen Vermehrung an 12 Akazienarten beinhalten verschiedene Saatgutvorbehandlungsmethoden: mechanische Beschädigung, Vorquellen, Behandlung mit konzentrierter Schwefelsäure, dem Seed Starter "Smoky Water" sowie die Behandlung mit hohen Temperaturen. Die mechanische Beschädigung des Saatgutes erzielt bei der Mehrzahl der untersuchten Akazienarten eine hohe Keimrate bei kurzer Keimdauer. Die Behandlung mit Seed Starter zeigt dagegen keine keimungsfördernde Wirkung. Praktische Versuche zur vegetativen Vermehrung durch Stecklinge beziehen sich auf unterschiedliche Stecklingsarten, Vermehrungstermine, Alter der Mutterpflanzen sowie verschiedene Stecklingsbehandlungen mit Bewurzelungshormonen und die Lagerung der Stecklinge. Es wird gezeigt, dass diese bisher problematische Vermehrungsmethode durch die Verwendung juvenilen Mutterpflanzenmaterials deutlich verbessert werden kann. Ferner konnte ein positiver Einfluss der Lagerung von Stecklingen auf die Bewurzelungsraten dargestellt werden. Vorteile bei der Bewurzelung und teilweise im weiteren Wachstum erzielte die Anwendung von IBS als Bewurzelungshormon. Versuche zur In-vitro-Kultur zeigen die Möglichkeit der In-vitro-Vermehrung und In-vitro-Bewurzelung der Akazienarten sowie die unproblematische Überführung in vivo für Acacia retinodes. Der Einfluss der Vermehrungsmethoden und -arten auf die weitere Entwicklung der Akazien wird im Teil der Wachstumssteuerungsmöglichkeiten untersucht. Es erfolgt die Darstellung der klimatischen Ansprüche und die Wirkung einiger kulturtechnischer Maßnahmen, beispielsweise die Anwendung von Hemmstoffen, Stutzen und Wurzelkürzen. Entscheidend für eine zeitige Blütenknospenbildung ist die Vermehrung über adultes Stecklingsmaterial. Die Kultur unter Zusatzlicht führt zu einem kompakten Habitus und einer verbesserten Blühinduktion. Die Blütenentwicklung kann durch das Absenken der Temperatur gefördert werden. Das Kürzen der Wurzeln beeinträchtigt die weitere Entwicklung der Pflanzen nicht. Durch Stutzen kann der Austrieb nicht gefördert werden; die Wirkung auf die Pflanzenhöhe erfolgt in Abhängigkeit vom Stutztermin. Abschließend werden Kulturschemata ausgewählter australischer Akazien als Blattpflanzen und blühende Topfpflanzen dargestellt. / This study was conducted to examine the suitability of the Australian acacias species for pot plant production. A comprehensive overall review of national and international literature was first carried out on ecological conditions of the habitat and cultivation of some Australian plants. The seed germination of 12 Acacia species was studied following a manual chipping treatment, exposure to hot water, concentrated sulphuric acid, the seed starter "Smoky water" and high temperature scarification. The manual chipping treatment resulted in a faster and improved germination rate. The seed treated with "Smoky water" showed no increase in germination rate. In-vitro-culture of acacia species was examined. In-vitro-propagation and in-vitro-rooting of acacia species was carried out. Acacia retinodes is adaptable to resettlement from in vitro to in vivo. Practical examinations of propagation included different types of cuttings, times of propagation, age of mother plants, treatment with root hormones and the storage of cuttings. The use of juvenile plant material for cuttings resulted in increased rooting percentages. Storage of cuttings had a positive influence on rooting rates. Treatment with indole butyric acid (IBA) promoted rooting and future plant growth. The portion of the study on growth manipulation examined the effects of using differing kinds and methods of propagation, different environmental conditions and technical manipulations such as growth regulator applications and the pruning of stems and roots. The propagation of cuttings from adult plant material is decisive for inflorescence bud formation. Increasing light intensity and day length produced a compact plant and improved floral initiation. Lowing temperatures can increase flower development. The development of the plants is not affected by root pruning. Pruning stems can not stimulate branching, however, depending on the time of application, pruning stems does promote plant growth. The crop management of special Australian acacia species as pot plants or flowering pot plants is described on charts in conclusion of the study.