Betreuer| Name: | Assoc. Prof. Dr.rer.nat. Notburga Gierlinger |
| Herkunftsbetrieb: | |
| 1.Beurteilende*r |
| Name: | Prof. Dr. Antonio Heredia |
| Herkunftsbetrieb: | |
| 2.Beurteilende*r |
| Name: | Assoc. Prof. Dr. Andreas Holzinger |
| Herkunftsbetrieb: | |
| 1. Berater |
| Name: | Univ.Prof. Dr. José Luis Toca-Herrera |
| Herkunftsbetrieb: | |
| 2. Berater |
| Name: | Assoc. Prof. Dipl.-Ing. Dr. Sabine Rosner |
| Herkunftsbetrieb: | |
| Arbeit |
| Typ der Arbeit: | Dissertation |
| Sprache der Arbeit: | Englisch |
| Titel der Arbeit in Originalsprache: | Tracing biotic and abiotic stress reactions on the micro-level in softwood tracheids and cuticles |
| Titel der Arbeit in deutsch: | Verfolgung biotischer und abiotischer Stressreaktionen auf Mikroebene in Weichholztracheiden und Cuticula |
| Titel der Arbeit in englisch: | Tracing biotic and abiotic stress reactions on the micro-level in softwood tracheids and cuticles |
| Publikationsmonat: | 09.2022 |
| Seitenanzahl: | 80 |
| Volltext |
| Volltext der Arbeit: | Volltext der Arbeit im PDF-Format laden |
| Online-Katalog der Universitätsbibliothek Bodenkultur |
| AC-Nummer: | AC16729498 |
| Abstract |
| Abstract in Deutsch: | Kurzfassung
Biotische und abiotische Stressfaktoren bedrohen Bäume im Zuge des Klimawandels. Im Gegensatz zu Tieren können Landpflanzen schädlichen Situationen nicht entkommen und benötigen daher Toleranzmechanismen. In meiner Dissertation untersuchte ich die Reaktionen auf abiotischen Trockenstress im Holz von drei Lärchenarten und biotischen Rostbefall in Fichtennadeln.
Abiotischer Stress wie Trockenheit wird immer mehr zu einem begrenzenden Faktor für das Wachstum von Bäumen. Um die Reaktionen der Bäume besser zu verstehen, haben wir 3 Lärchenarten (Europäische Lärche EL, Larix decidua; Japanische Lärche JL, Larix kaempferi und Hybridlärche HL) einem kontrollierten Trockenstress unterzogen und die physiologischen, anatomischen und chemischen Reaktionen untersucht. EL verhalten sich anisohydrisch und entwickeln generell ein hydraulisch sichereres Holz. Unter begrenzter Wasserversorgung imprägnierten alle Arten die Zellwände mit mehr Lignin.
Biotischer Stress, wie die Infektion mit Chrysomyxa ledi var. rhododendri, beeinträchtigt die Bestände der Alpenfichte (Picea abies L. Karst.). Benachbarte Bäume können resistent oder anfällig für die Nadelrostinfektion sein, und der Grund für die unterschiedliche Reaktion ist unklar. Daher untersuchten wir die Mikrostruktur und die Chemie der Nadelkutikula als ersten Eintrittspunkt des Erregers. Mit Raman-Imaging wurden aromatische Substanzen zusammen mit Wachsen, Cutin, Mineralien und Kohlenhydraten auf der Mikroskala sichtbar gemacht. Phenolsäuren imprägnierten die gesamte Kutikula und Flavonoide insbesondere die periklinen oberen Epidermiswände. Diese aromatischen Komponenten spielen eine Rolle bei der Rostresistenz, da ihre Zusammensetzung, Verteilung und Menge zwischen anfälligen und resistenten Nadeln variiert.
Alle experimentellen Ansätze lieferten detaillierte zelluläre Informationen über biotische und abiotische Stressreaktionen und sind nützlich für selektive Züchtung, Waldschutz- und Wiederaufforstungsprogramme.
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| Abstract in Englisch: | Abstract
Biotic and abiotic stress factors threaten trees under a changing climate. Land plants, unlike animals, cannot escape from harmful situations, and thus need tolerance mechanisms to cope with stress factors. In my thesis, I studied abiotic drought stress responses in the wood of three larch species and biotic rust infection responses in Norway spruce needles.
Abiotic stress such as drought is becoming more and more a limiting factor for tree growth, and we need a better understanding of the tree responses. We studied the physiological, anatomical and cell wall chemistry reactions in the xylem of European larch (EL, Larix decidua), Japanese larch (JL, Larix kaempferi), and hybrid larch (HL) saplings subjected to an artificial drought. EL developed high hydraulic safety wood and showed with anisohydric behaviour a different strategy to deal with drought. All species showed higher lignin levels in the wood cells formed under limited water supply and HL induced latewood formation earlier than the other species.
Biotic stress, like Chrysomyxa ledi var. rhododendri infection affects alpine Norway spruce (Picea abies L. Karst.) stands. Neighbored trees may be resistant or susceptible to needle-rust infection and the reason behind the different reaction is of interest. Therefore we studied the microstructure and chemistry of the needle cuticle, as the first main entrance point of the pathogen. Raman imaging visualized aromatic cuticle components together with waxes, cutin, minerals, and carbohydrates on the microscale. Phenolic acids impregnated the whole cuticle and flavonoids, especially the periclinal upper epidermal walls. These aromatic components play a role in rust resistance as their composition, distribution, and amount change between susceptible and resistant needles.
All experimental approaches yielded detailed cellular information on biotic and abiotic stress responses and are useful for selective breeding, forest protection, and reforestation programs.
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| Schlagworte |
| Schlagwörter Deutsch: | Verfolgung biotischer und abiotischer Stressreaktionen auf Mikroebene in Weichholztracheiden und Cuticula |
| Schlagwörter Englisch: | Tracing biotic and abiotic stress reactions on the micro-level in softwood tracheids and cuticles |
| Sonstiges |
| Signatur: | D-23587 |
| Organisationseinheit, auf der die Arbeit eingereicht wird: | H80300 Institut für Biophysik |
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