Zeitliche und Räumliche Regulation der Phytoalexinbiosynthese in Apfel (Malus x domestica)

Pflanzen bilden nach der Eicitierung durch Pathogene Phytoalexine als Abwehr. Im Fokus dieser Arbeit standen die Phytoalexine der Kernobstgewächse, die Biphenyle und Dibenzofurane. Das Schlüsselenzym zur Biosynthese dieser Stoffe ist die Biphenlysynthase (BIS). Im ersten Teil der Arbeit wurde die Expression von BIS-Isoformen in drei Apfelkultivaren nach Inokulation mit dem Feuerbrand-Erreger Erwinia amylovora studiert. Im zweiten Teil der Arbeit wurden die Biosynthese-Enzyme BIS3, OMT1 und OMT2 lokalisiert. In Suspensionskulturen von Sorbus aucuparia und Malus x domestica wurde eine punktuelle Lokalisierung der BIS am Rand der Zellen festgestellt. In der Apfelkultur zusätzlich im Nukleus. Es wurden Reporterkonstrukte der Enzyme erstellt. Die Transformation dieser Konstrukte in Blattzellen von Nicotiana benthamiana zeigte eine Lokalisierung der Enzyme im Zytoplasma und im Nukleus. In Blattzellen adulter Apfelpflanzen zeigten die Enzyme punktuelle Lokalisierung, wohingegen die OMT2 in Blattzellen eines Apfelsämlings im Zytoplasma und im Nukleus lokalisierte. Es wurde die Transformation von Zellsuspensionskulturen von S. aucuparia und M. x domestica via Partikelkanone optimiert. Diese Methode führte zu Zellen, die eine zytoplasmatische Lokalisierung der BIS3 zeigten. Zusammenfassend wurde ein Metabolon zur Biosynthese der Phytoalexine postuliert. Im dritten Teil wurde ein Apfelblattextrakt untersucht, der das Wachstum der E. amylovora Mutante Ea1189-3 inhibiert. Der Extrakt wurde auf eine Substanz eingegrenzt. Im letzten Teil der Arbeit wurde der Gehalt an Phytoalexinen in verschiedenen Geweben bestimmt. Unter anderem wurden Apfelwurzeln aus apfelmüden Böden auf den Gehalt an Phytoalexinen analysiert. Es konnten vier Biphenyle und zwei Dibenzofurane detektiert werden.