Teil 3
Fichier Détails
| Cartes-fiches | 23 |
|---|---|
| Langue | Deutsch |
| Catégorie | Histoire naturelle |
| Niveau | Université |
| Crée / Actualisé | 10.11.2011 / 29.05.2012 |
| Lien de web |
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| Intégrer |
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Mykorrhizapilze
-Grosse biochemische Leistungsfähigkeit
-Beziehen Kohlenhydrate und Vitamine von der Pflanze
-Liefern Wasser und Mineralstoffe
Bedeutung für Sprosspflanzen
-Gewinnung schwer aufnehmbarer Mineralstoffe
-Vergrösserung der resorbierbaren Oberfläche um 100-1000x
Ectomykorrhiza
-Bei den meisten Waldbäumen
-Netz über mehrere Bäume
-Wächst nicht in die Zellen oder Leitbahnen
-Gebündelte Mycelstränge
-Dichtes Mycelgewebe um junge, unverkorkte Wurzelenden ? keuliges Anschwellen, keine Wurzelhaare und Wurzelhaube
-Hyphen übernehmen Funktion der fehlenden Wurzelhaare
-Bilden äussere Pilzhülle und Hartig’sches Netz
Endomykorrhiza
-Hyphen in den Zellen (Mycelknäuel)
-Kein „Mantel“
-Helfen Orchideensamen (kein Nährgewebe) beim Auskeimen
VA-Mykorrhiza
-Sonderform der Endomykorrhiza
-Pilzvesikel zwischen den Zellen, Arbuskel in den Zellen
-Sporen ausserhalb
Stickstoff-Fixierung aus der Luft durch symbiontische Bakterien in Wurzelknöllchen
-Bakterien sind pflanzenspezifisch, d.h. ein Bakterienstamm infiziert nur ganz bestimmte Pflanzenarten
-Pflanzen liefern Energie und Kohlenstoffquellen, Nährstoffe in Form organischer Säuren
-Bakterien liefern Stickstoff
Stickstoff-fixierende Gattungen von Prokaryoten (mit Leguminosen)
Sinorhizobium, Rhizobium, Bradyrhizobium, Azorhizobium; für unsere einheimischen Pflanzen Rhizobium
Bessere Stickstoffversorgung durch stickstofffixierende Bakterien
Landwirtschaftlich über Fruchtwechsel durch Symbiose mit Rhizobien: Eintrag von 100-600 kg Stickstoff / Hektar und Jahr
Beitrag freilebender N2-fixierender Bakterien um eine Grössenordnung geringer
Symbiose
enge körperliche, zumeist lebensnotwendige Beziehung zwischen zwei Arten
Mutualismus
Beziehung zwischen Arten, die allen beteiligten nützt; setzt nicht unbedingt eine enge physische Beziehung voraus
Knöllchenbakterien weisen ausserhalb einer Pflanze keine stickstofffixierende Aktivität auf. Die Symbiose ist nicht zwingend notwendig.
Azyklische Symbiose von Rhizobien mit Leguminosen
Samen von infizierten Pflanzen besitzen noch keine Bakterien (sie müssen also wieder infiziert werden) ? die Symbiose zwischen Rhizobien und Leguminosen ist nicht zyklisch
Vorgang der Wurzelknöllchenbildung
1.Absondern von Flavonoiden (art- oder gattungsspezifischen Signalstoffen) durch die Pflanze; Erkennung durch Bakterien durch spezifische Rezeptoren
2.Anlagern der Bakterien an die Wurzelhaare der Pflanze
3.Synthetisierung von Nod- (Wachstums-)faktoren durch Bakterien ? Krümmung der Wurzelhaarspitze
4.Durch Bakterien induzierte Bildung eines von der Plasmamembran der Pflanzenzelle abgeleiteten Infektionsschlauchs (durch Cellulose-Auflagerungen vom Cytoplasma der Pflanzenzelle getrennt)
5.Eindringen der Bakterien durch den Infektionsschlauch in neue tetraploide Wurzelrindenzellen
6.mehrere Zellteilungen: Bakterien differenzieren sich zu Bakteroiden
7.Umhüllung der Bakteroiden durch Peribakteroidmembran (Doppelmembran aus Infektionsschlauch und Cytoplasmamembran)
8.fertiges Symbiosom: fähig zur Stickstofffixierung
9.Endprodukt: vollentwickeltes Knöllchen, mit Bakteroiden gefüllt, nach ca. 3 Woc
Charakterisierung und Funktion von Bakteroiden
Bakteroid: Meist unregelmäßige Wuchsform von Bakterienzellen, die von der Form der normalen (frei lebenden) Bakterienzelle abweicht, z.B. die Stickstoff fixierenden Stadien der sonst stäbchenförmigen Rhizobien. ? Entstehung von Knöllchen an den Wurzeln
? Bildung von Nitrogenase zur Fixierung von Stickstoff
Vier typische Eigenschaften von Knöllchenbakterien:
-Obligat aerob
-Gramnegativ
-Wandeln sich nach Infektion zu Bakterioiden, die nicht mehr teilungsfähig sind
-Können Stickstoff fixieren, aber zeigen im Boden ausserhalb der Pflanze keine stickstofffixierenden Eigenschaften
Leghämoglobin
Protein, das Sauerstoff bindet und der Atmungskette in dieser Form zu Verfügung stellt ? Halten des O2-Partialdrucks um Nitrogenase unter schädlichen Werten ? Schutz des Enzyms vor Sauerstoff
Nitrogenase
Enzym zur Stickstofffixierung ? Reduktion von N2 zu Ammoniak bzw. NH4+-Ionen
Wurzelmetamorphosen
WurzelsukkulentenWasserspeichergewebe in der Wurzel
Wurzelranken / HaftwurzelnBei WurzelkletterernEfeu
Stelz- und AtemwurzelnBei SumpfpflanzenMangrove
LuftwurzelnBei Epiphyten
WurzelknollenWurzeln als Speicherorgane; Anpassung an geophytische Lebensweise (Unterschied zu Sprossknollen: Wurzelhaube, Fehlen von Niederblättern, anatomischer Bau)Dahlie, Orchidee
Rindenwurzel(Halbschmarotzer)Mistel
Probleme bei Sauerstoffmangel im Boden
-Entwicklung von anaeroben MOs, die giftige Stoffwechselendprodukte ausscheiden
-N2-Umsatz im Boden stark gestört
Pflanzenschädigung durch Bodenvernässung
-Wurzelwachstum erlahmt
-Wurzelspitzen sterben ab
-Anreicherung von Acetaldehyd und v.a. Ethanol durch Umstellen der Pflanze auf anaerobe Atmung
-Bildung von Abscisinsäure (ABA) ? Spaltenverengung der Blätter, Krümmengswachstum, Abwurf
-Gestörter Hormonhaushalt
Anpassungen an sauerstoffarme Bedingungen im Boden
Morphologische Anpassungen:
-Entwicklung von Geweben mit grossem Interzellularteil
-Entwicklung von Wurzelsystemen an der Oberfläche
Funktionelle Anpassungen:
-Bildung von Isoenzymen anstelle von ADH (weniger giftige Endprodukte)
-Umstellung des Proteinstoffwechsels innerhalb von Stunden (Ersatz von aeroben Enzymen durch anaerobe Enzyme)
Treibende Kräfte des Wasser- und Nährsalztransports innerhalb der Pflanze
-Wurzeldruck: geringer Einfluss
-Sogwirkung als Folge von Transpiration (passiver Transport; Tr. hat auch kühlende Wirkung)
-Kapillarität (bis ca. 0.8 m) durch Kohäsion der Wasserteilchen und Adhäsion der Wasserteilchen an den Wänden der Leitgefässe
Guttation
Ausscheiden von Wasser in Tropfenform über die Blätter durch Wurzeldruck; hauptsächlich, wenn die Luft nahezu wassergesättigt ist (aktiver Transport)
Wurzeldruck
Abgabe von Ionen aus den Transferzellen (lebendiges Xylemparenchym) gegen das Konzentrationsgefälle in tote Xylemelemente; aktiver Transportprozess unter Spaltung von ATP (nur in aeroben Bedingungen möglich)
? osmotischer Gradient ? Wasser strömt in Leitelemente ? Wurzeldruck
Bei Verletzungen „blutet“ der Stumpf
