'Defence lignin' and hydroxycinnamyl alcohol dehydrogenase activities in wounded Eucalyptus gunnii

2003

S. 91-104

43 Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200100849

Zur Untersuchung der Ligninbildung nach Verletzungen bei Bäumen wurden zwei sich ergänzende Forschungsansätze gewählt: 1. Mikroskopische und histochemische Untersuchungen der Wundreaktion an Jungpflanzen (3,5 Monate alt) von Eucalyptus gunnii und 2. Biochemische Untersuchungen der Hydroxycinnamylalkohol-Dehydrogenase-Aktivität bei verletzten, sechs Jahre alten E. gunnii -Bäumen im Freiland. Der erste Ansatz zeigte, dass eine Barrierezone als Antwort auf die Verletzung sowohl in beiden Grundgeweben (Cortex-Barriere und Reaktionszone im Mark) als auch in den Leitgeweben gebildet wird. Die Barrierezone war 24 Stunden nach der Verletzung gerade erkennbar, nach sieben Tagen war sie gut entwickelt. Die mikroskopische Untersuchung zeigte, dass die Barrierezone durch Verstärkung der Zellwände mit "ligninartigem Material" im Grund- und Leitgewebe gebildet wurde, und dass zusätzlich das Lumen gewisser Xylemzellen (Gefässe und Fasern) durch Ablagerung von polymerem phenolischem Material verschlossen wurde. Die histochemische Analyse ergab, dass das ligninartige Material (,,Abwehrlignin''), das in den Zellwänden des Grundgewebes und in den Lumina der Xylemzellen abgelagert wurde, geringe Mengen an Syringyl-(S-Typ)-Lignineinheiten enthielt und sich somit von der normalen Guaiacyl-Syringyl(G-S)-Komposition des Lignins von E. gunnii unterschied. Das S-Typ-Lignin wurde offenbar in den Zellwänden sich entwickelnder sekundärer Xylemzellen abgelagert. Diese Einlagerung erfolgte in einem Stadium, in dem die Zellwände der vergleichbaren Zellen in unverletzten Kontrollstämmen Lignin mit geringem Syringylgehalt enthielten. Der zweite Versuchsansatz zeigte, dass als Reaktion auf die Verletzung zwei verschiedene Arten von Cinnamylalkohol-Dehydrogenase-Aktivitäten induziert und offensichtlich unterschiedlich reguliert werden. Die Aktivität der Coniferyl-Alkohol-Dehydrogenase wurde sofort induziert und sie nahm während 15 Tagen der 17tägigen Versuchsperiode stetig zu, während die Aktivität der Sinapyl-Dehydrogenase erstmals 8 Tage nach der Verletzung nachweisbar war und dann während der gesamten Versuchsperiode anstieg. Die biologische Bedeutung der beiden Alkoholdehydrogenase-Aktivitäten werden in Bezug auf die Bildung von Abwehr-Lignin im Vergleich zur normalen Ligninbildung in Bäumen diskutiert.