Kutikuläre Nadelwachse von Picea abies (L.) Karsten : Chemischer Aufbau und Wirkungen biogener und exogener Faktoren auf ihre quantitative Zusammensetzung : Dissertation; Technische Universität Dresden. Fakultät für Forst-, Geo- und Hydrowissenschaften
Wachse sind ein essentieller Bestandteil der Kultikeln höherer Landpflanzen. Ihre wichtigste Funktion ist die Ausbildung einer effektiven Transportbarriere zur Verhinderung eines unkontrollierten Wasserverlustes der Pflanzen an die sie umgebende Atmosphäre. Die Benetzbarkeit der Blattoberflächen und ihre optischen Eigenschaften sowie die Widerstandsfähigkeit gegenüber pflanzlichen und tierischen Schädlingen werden durch die Wachse mitbestimmt. Das Ziel der hier vorgelegten Arbeit bestand in der Aufklärung der chemischen Zusammensetzung der kutikulären Wachse von Picea abies (L.) Karsten. Weiterhin sollte der Einfluß biogener und exogener Faktoren auf die Menge ausgewählter Wachssubstanzen untersucht werden. Durch die Anwendung verschiedener chromatographischer Trennmethoden (DC, SC, GC), deren Kombination und dem Einsatz eines GC/MS-Systems wurde die chemische Zusammensetzung des kutikulären Wachses der Nadeln von Picea abies (L.) Karsten bestimmt. Das Wachs ist aus mehreren Klassen aliphatischer, langkettiger und lipophiler Substanzen aufgebaut. Weiterhin wurde gezeigt, daß in den Wachsgesamtextrakten Vertreter der Terpene und Phenole nachgewiesen werden können. Die Kettenlängenverteilung und relative Zusammensetzung der homologen Reihen der Alkane, sekundäre Alkanole und freien Fettsäuren sowie der isomeren Alkandiole wurde ermittelt. Erstmals erfolgte eine vollständige Untersuchung der gesamten Esterfraktion des Fichtennadelwachses. Dabei konnte der qualitative und quantitative Aufbau der Alkylester in bezug auf ihre Homologen und Isomeren aufgeklärt werden. Neben den Methylestern wurde weiterhin eine völlig neue Klasse von Wachsestern, die 2-Methyl-but-1-en-4-yl-ester langkettiger Fettsäuren nachgewiesen. In allen Esterklassen dominieren die Ester der Triacontan-, dotricontan- und Tetratriacontansäure. Die Substanzklasse der Estolide dominiert die löslichen kutikulären Lipide quantitativ. Nach einer hydrolytischen Esterspaltung mit Methanol/Salzsäure wurden die Mengen ihrer wichtigsten Monomere (w-Hydroxydodecan-, -tetradecan- und -hexadecansäure) bestimmt. Deren Anteil an der gravimetrisch ermittelten Menge der gesamten extrahierten Lipiden beträgt 60 % bis 80 %. Nonacosan-10-ol übersteigt in keinem Fall einen Anteil von 10 %. Bei der ausschließlich Betrachtung der "klassischen" Wachsverbindungen (Alkane, Ester, sekundäre Alkohole und Alkandiole sowie freie Fettsäuren) verschiebt sich der Anteil des Nonacosan-10-ol auf 60 bis 80 %. Damit überwiegen Moleküle mit einer Kettenlänge von 29 Kohlenstoffatomen im eigentlichen Wachs der Fichtennadeln mit einem Anteil von über 70 %. Durch die Untersuchungen von Mengen ausgewählter Verbindungen (Nonacosan-10-ol, sekundäre Alkandiole und freie Fettsäuren) des kutikulären Wachses der Fichte in Abhängigkeit von Nadelalter, genetischer Konstitution, Standort und Exposition konnte nachgewiesen werden, daß die Mengen dieser Substanzen während der Nadelalterung abnehmen. Weiterhin wurde gezeigt, daß eine unterschiedliche genetische Konstitution und verschiedene Standorte zu einer Modifizierung der Mengen dieser Substanzen führen. In Kombination mit den Untersuchungen zu Auswirkungen der Expositionssituation der Nadeln kann die Schlußfolgerung gezogen werden, daß die Substanzabnahmen während der Nadelalterung durch erhöhte Einwirkungen von Wind und Niederschlägen verstärkt werden. Erhöhte UVB-Belastungen führen ebenfalls zu einer teilweise drastischen Modifikation der Wachszusammensetzung.
