Vergleichende elektronenoptische und cytochemische Untersuchungen an Biomembranen von Fichte aus Begasungsexperimenten mit O3, SO2 und NO2 sowie aus immissionsbelasteten Gebieten

1993

63 S.

53 Lit. Ang.

Bandaufführung

12968

60206

Zur Ermittlung von Immissionswirkung auf Biomembranen wurden in Klimakammer- Versuchen Spinat und Fichten unter definierten SO2-, O3- und NO2- Einzelbelastungen in realistischen Konzentrationen exponiert. Mit Hilfe biochemischer und immunhistologischer Methoden liessen sich an intrazellulaeren Elementarmembranen von Blattorganen schadgastypische Reaktionen nachweisen. Die isolierten Chloroplasten von Spinat zeigten deutliche Unterschiede im Gehalt der 180 kD-, 110 kD- und 50 kD- Proteinbanden. Mit steigender SO2-Belastung fielen die Konzentrationen des in den Grana- und Stomathylakoiden lokalisierten 180 kD-Proteins ab bis hin zum voelligen Verlust. Seine Lokalisation und die Tatsache, dass es stets mit Chlorophyll a und b assoziiert auftrat, spricht dafuer, dass dieses 180 kD-Protein dem Photosyntheseapparat angehoert. An den O3-exponierten Spinatpflanzen liessen sich zwei deutliche Unterschiede im Proteinmuster der Chloroplasten erkennen. Die 50 kD-Bande zeichnete sich durch eine O3- konzentrationsabhaengige Verminderung im Gehalt aus. Die 110 kD-Proteinbande wurde de novo erzeugt. Beide Banden reagierten also gegensaetzlich auf die O3-Einwirkung. Sowohl die 50 kD-Bande als auch die 110 kD-Proteine traten in den Huellmembranen der Chloroplasten auf. Unter NO2-Einfluss konnten keine Wirkungen festgestellt werden. Fuer weitere Untersuchungen wurden gegen die schadgasspezifischen Proteine aus Chloroplastenmembranen Antikoerper erzeugt. Die beim Spinat erhaltenen schadgasabhaengigen spezifischen Wirkungen wurden an den Fichten in Klimakammerexperimenten verfiziert. Unter realistischen Konzentrationen liessen sich die identischen Membranproteine mit 180 kD und 50 kD Molekulargewicht ebenfalls als SO2- bzw. O3-abhaengig nachweisen. die 110 kD-Bande hingegen konnte bei Fichten, die mit max. 80 ppb Ozon belastet worden waren, nicht detektiert werden, auch nicht mit Hilfe des Antikoerpers. Zusaetzlich zu den oben genannten Methoden wurden licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen, bei denen sowohl immunhistochemische Verfahren als auch die Gefrierbruchtechnik eingesetzt wurden, durchgefuehrt. Immunhistochemisch konnte das 180 kD-Protein als ausschliesslich den Thylakoidmembranen assoziiert lokalisiert werden, waehrend mit immunologischer und biochemischer Methodik eine Lokalisation der 50 kD- und 110 kD-Proteine in den Chloroplasten-Huellmembranen nachweisbar war. Diese Proteine hatlen bezueglich ihrer antigenetischen Struktur den elektronenmikroskopischen Praeparationsverfahren nicht stand und konnten deshalb bislang nicht histochemisch dargestellt werden. Zur Pruefung der im Begasungsversuch mit SO2 und O3 gewonnenen spezifischen Reaktionsmuster hinsichtlich ihrer Relevanz fuer Freilandbedingungen wurden Fichtennadeln von den in unterschiedlicher Weise immissionsblasteten Standorten Velmerstot (Eggegebirge) und Glindfeld (Sauerland) mit ... Ministerium fuer Umwelt, Raumordnung und Landwirtschaft Nordrhein-Westfalen