In der vorliegenden Arbeit wurden Prozesse untersucht, welche die Akkumulation von Kohlenstoff und Stickstoff im Endosperm von Gerste im frühen Zeitraum nach der Anthese beeinflussen. Es wurde die C- und N-Verlagerung in Pflanzen der Sorte ´Bomi` sowie den low-starch-Mutanten Risoe 16 und Risoe 13 zu 8, 14 und 20 Tagen nach Anthese untersucht. Im Fokus standen die Vorgänge im Endosperm. Für die Termine 14 und 20 Tage nach Anthese wurde daher die Zusammensetzung des Proteins nach Fraktionierung in Albumine/Globuline, Hordeine und Gluteline analysiert. Mittels 13C- und 15N in vivo Doppel-Pulsmarkierung ganzer Pflanzen erfolgte die Untersuchung des Beitrages der aktuellen C- und N-Assimilation zur Endospermentwicklung. Im Untersuchungszeitraum konnte keine C-Remobilisierung festgestellt werden. Dahingegen wurde bei ´Bomi` und Risoe 16 eine Genotyp-abhängige Mobilisierung von Stickstoff in den vegetativen Organen nachgewiesen. Die Analyse von Frisch- und Trockenmassen der Endosperme offenbarte ein um 17 % niedrigeres Vermögen zur Akkumulation von Trockenmasse bei Risoe 16 und Risoe 13 gegenüber bei gleicher Sink-Kapazität. Es zeigte sich weiterhin, dass die C- und N-Einlagerung in das Endosperm nicht komplett unabhängig erfolgten. Die Analyse der Proteinfraktionen des Endosperms offenbarte, dass deren Bildungsdynamik und Zusammensetzung von Veränderungen im Stärkemetabolismus beeinflusst wird. Die Albumin/Globulin-Menge pro Endosperm betrug bei Risoe 16 bzw. Risoe 13 zu 14 dpa das 3,5- und 1,9-fache des Wertes von ´Bomi`. Sie stieg beim Wildtyp bis 20 dpa an, während sie bei den Mutanten zumindest tendenziell sank. Weiterhin fiel die Hordeinmenge im Mittel beider Mutanten gegenüber ´Bomi` zu 14 dpa 57 % und 20 dpa 38 % niedriger aus. Für die Glutelinmenge zeigte sich erst zu 20 dpa ein Unterschied, wobei der Wert von Risoe 16 und Risoe 13 37 % bzw. 29 % höher als jener des Wildtyps lag. / This thesis investigates processes that influence the accumulation of carbon and nitrogen in the early stage of endosperm development. The C- and N allocation was examined at 8, 14 and 20 days post anthesis (dpa) in the barley cultivar ´Bomi` and the low-starch mutants Risoe 16 as well as Risoe 13. The endosperm was in the focus of interest. Therefore the composition of its protein was determined at 14 and 20 dpa by fractionation in albumins/globulins, hordeins and glutelins. Furthermore the contribution of current C-and N assimilation to endosperm development was investigated by employing 13C- and 15N in vivo double puls-labelling of whole plants. During the investigation period no C remobilisation occurred. In contrast a genotype dependent mobilization of nitrogen in the vegetative organs was proved for ´Bomi` and Risoe 16. The analysis of endosperm fresh and dry weight revealed a 17 % lower ability to accumulate dry matter for Risoe 16 and Risoe 13 as compared to ´Bomi` although sink capacity was comparable. Furthermore there werevstrong indications that C- and N incorporation in the endosperm were not completely independent from each other. The analysis of the endosperm protein revealed that its composition as well as the formation dynamics and the amount of the single fractions were influenced by the changes in starch metabolism. The amount of albumin/globulin per endosperm of Risoe 16 and Risoe 13 at 14 dpa was 3.5 and 1.9-fold higher as compared with ´Bomi`. In the following 6 days it rose for the wildtype, while it tended to decrease for the mutants. Furthermore the amount of hordeins (mean value of both) in the endosperm of the mutants was 57 % and 38 % lower than that of ´Bomi` at 14 dpa and 20 dpa, respectively. The amounts of glutelins were not distinct between genotypes at 14 dpa but at 20 dpa with 37 % and 29 % higher values compared with ´Bomi` for Risoe 16 and Risoe 13, respectively.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:HUMBOLT/oai:edoc.hu-berlin.de:18452/17160 |
| Date | 16 May 2012 |
| Creators | Keller, Harald |
| Contributors | Herzog, Helmut, George, Eckhard, Grimm, Bernhard |
| Publisher | Humboldt-Universität zu Berlin, Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät |
| Source Sets | Humboldt University of Berlin |
| Language | German |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralThesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | Namensnennung - Keine Bearbeitung, http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/de/ |
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