BOKU - Universität für Bodenkultur Wien - Forschungsinformationssystem

Logo BOKU-Forschungsportal

Gewählte Diplomarbeit / Masterarbeit:

Kangkang Xu (2020): Untargeted profiling of tryptophan-derived metabolites in Triticum durum by stable isotope-assisted LC-HRMS metabolomics.
Diplomarbeit / Masterarbeit - Institut für Bioanalytik und Agro-Metabolomics, BOKU-Universität für Bodenkultur, pp 93. UB BOKU obvsg

Datenquelle: ZID Abstracts
Abstract:
Die Ährenfusariose (FHB) ist eine Weizenkrankheit, die hauptsächlich durch Fusarium graminearum verursacht wird und zu Ernteverlusten sowie zur Kontamination des befallenen Getreides mit Mykotoxinen führt. Das wichtigste durch F. graminearum gebildete Pilzgift ist Deoxynivalenol (DON), welches die Proteinbiosynthese der Wirtspflanze hemmt und auf diese Weise die Ausbreitung des Pilzes in der infizierten Ähre ermöglicht. Hartweizen, Triticum durum besitzt nur eine geringe Resistenz gegen Fusarium und ist daher anfällig für eine Kontamination mit DON. Kürzlich wurde durch Einkreuzen des in resistentem Weichweizen auf dem Chromosomarm 3BS lokalisierten Resistenzlokus Fhb1, die Hartweizenlinie P17×54 generiert. Demgegenüber steht die für FHB anfällige Hartweizensorte Karur, der die auf Fhb1 lokalisierte Resistenzquelle fehlt. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Stabilisotopen-gestützter auf Flüssigchromatographie-hochauflösende Massenspektrometrie (LC-HRMS) basierende Metabolomics-Methode eingesetzt, um den Effekt einer DON-Behandlung von T. durum-Pflanzen auf den Tryptophan (Trp)-Metabolismus zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden blühende P17x54- und Karur Ähren mit DON- und Mock- (Wasser, Kontrolle) behandelt, 144 h später geerntet und analysiert. Die statistische Auswertung der Trp-abgeleiteten Sekundärmetaboliten zeigte, dass der Effekt der Behandlung über jenen des Genotyps dominierte. In der vorliegenden Studie wurden 4 von Trp abgeleitete Hydroxyzimtsäureamide (HCAAs) plus acht weitere Trp-Derivate annotiert, die durch die DON-Behandlung induziert worden waren. Diese Metaboliten spielen möglicherweise eine Rolle als antimykotisch und antioxidativ wirksame Verbindungen oder stellen Substrate für die Verstärkung der pflanzlichen Zellwand (z.B. durch Einbau von Serotonin und HCAAs) dar. Quantitative Messungen zeigten außerdem, dass das Verhältnis von D3G zu DON in der resistenten Hartweizenlinie, die Fhb1 enthielt, höher war als in der anfälligen Sorte. Die vorgestellte Studie zeigt, dass der Trp-Metabolismus eine wesentliche Rolle bei der Stressantwort von T. durum gegen DON spielt. Die effiziente Metabolisierung von DON zu D3G zeigt, dass die durch Fhb1 vermittelte Resistenz mit der Resistenz gegen DON verknüpft ist.

Beurteilende(r): Schuhmacher Rainer
1.Mitwirkender: Ceranic Asja

© BOKU Wien Impressum