technische universität induktion von resveratrol...

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Technische Universität München Induktion von Resveratrol- Derivaten in Wein-Kallus, -Blüten und -Blättern durch Aureobasidium pullulans Stämme. Fachgebiet Obstbau der Technischen Universtität München Weihenstephan (Prof. Dr. Treutter) Susanne Rühmann [email protected]

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Technische Universität

München

Induktion von Resveratrol-

Derivaten in Wein-Kallus, -Blüten

und -Blättern durch

Aureobasidium pullulans Stämme.

Fachgebiet Obstbau der Technischen Universtität München

Weihenstephan (Prof. Dr. Treutter)

Susanne Rü[email protected]

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Technische Universität

München

Induktion von Resveratrolderivaten in Weinblüten (Vitis vinifera) durch Aureobasidium pullulans Stämme.

Rühmann Susanne, Dieter Treutter

Fachgebiet für Obstbau, Technische Universität München Weihenstephan, Alte Akademie 16, 85350 Freising, Germany

In Versuchsansätzen zur Entwicklung von biologischen Pflanzenschutzmaßnahmen im Obstbau spielt der Einsatz von nicht-pathogenen,

epiphytischen Mikroorgansimen eine zunehmende Rolle. In diesem Rahmen wurden Pflanzenstärkungsmittel auf der Basis des hefeähnlichen

Pilzes Aureobasidium pullulans entwickelt. Deren ist jedoch weitgehend unbekannt.

In zahlreichen Untersuchungen konnten wir zeigen, dass Extrakte von Aureobasidium pullulans in Kalluskulturen von Wein (Vitis vinifera) die

Phenylpropanoid- und Flavonoid-Biosynthese stimuleren sowie eine Neusynthese von Stiben-Phytoalexinen induzieren. Diese Ergebnisse

deuten darauf hin, dass der Wirkmechanismus der Hefepräparate auf Resistenzinduktion beruht. Um diese Ergebnisse auf praxisnahe

Bedingungen zu übertragen, sollte das Induktionsverhalten von Weinblüten nach Anwendung des Extraktes sowohl unter Gewächshaus- als

auch unter Freilandbedingungen untersucht werden.

Dazu wurden die Gescheine der Sorten „Müller Thurgau“, „Regent“ und „Blauer Spätburgunder“ zum Zeitpunkt der Vollblüte zweimal im

Abstand von 24 h in Extrakt getaucht und 0, 24, 48 und 72 Stunden nach der Behandlung (HNB) entnommen. Der Phenylpropanoidgehalt der

Blüten wurde mittels HPLC-Analyse bestimmt.

Durch die Behandlung der Blüten mit dem Kulturfiltrat von Aureobasidium pullulans wurde in verschiedenen Versuchsreihen eine deutliche

Zunahme an Resveratrol-Derivaten festgestellt. Die Blüten zeigten schon 24 Stunden nach der Elicitation eine Akkumulation. Ferner zeigte

sich durch die Elicitation eine beschleunigte Akkumulation von Flavanolen.

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Technische Universität

München

•phenolischen Verbindungen sind an Abwehrstrategien

gegen Pathogene beteiligt

•Nicht Pathogene Mikroorganismen können Pathogene

hemmen

wissenschaftliche Erkenntnisse

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Technische Universität

München

•phenolischen Verbindungen sind an Abwehrstrategien

gegen Pathogene beteiligt

•Nicht Pathogene Mikroorganismen können Pathogene

hemmen

Können nicht pathogene Mikroorganismen

phenolische Verbindungen in Pflanzen induzieren um

somit das Abwehrpotential der Pflanze zu steigern ?

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Technische Universität

München

Untersuchungen auf Zellebene

•Kalluskulturen von Vitis vinifera

Untersuchungen auf Pflanzenebene

•Blüten und Blätter von Vitis vinifera Pflanzen

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Technische Universität

München

Untersuchungen auf Zellebene

•Kalluskulturen von Vitis vinifera

Untersuchungen auf Pflanzenebene

•Blüten und Blätter von Vitis vinifera Pflanzen

Behandelt mit einem Kulturfiltrat von Aureobasidium

pullulans (hefeähnlicher Pilz)

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Technische Universität

München

• Versuchsmaterial:

Weinkalli der Sorten „Regent“ und

„Nero“

• Kulturmedium:

(K2) ein MS-Medium (Murashige und

Skoog) mit 5 ppm Indolessigsäure

(IES) und 0,2 ppm BAP

Weinkallus

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Technische Universität

München

• Versuchsmaterial:

Weinkalli der Sorten „Regent“ und

„Nero“

• Kulturmedium:

(K2) ein MS-Medium (Murashige und

Skoog) mit 5 ppm Indolessigsäure

(IES) und 0,2 ppm BAP

Weinkallus

nicht pathogener

Mikroorganismus

Reich: Pilze

Stamm: Ascomycota

Unterstamm: Pezizomycotina

Ordnung: Eurotiomycetes

Familie: Dothioraceae

Gattung: Aureobasidium

Art: pullulans

• Anzucht:

Schüttelkultur in „Plate Count“ (PC)-

Medium oder K2-Medium

• Extrakterstellung:

autoklavieren der Hefesuspension 10

min. bei 121°C; Nach dem

Abzentrifugieren wird der Überstand

als Extrakt verwendet.

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Technische Universität

München

Probename nach

5h, 10h, 24h, 48h

• Gefriergetrocknete Kalli wurden

methanolisch extrahiert

• Extrakte wurden charakterisiert

mittels:

• HPLC

(Hochdruckflüssigkeitschro

matographie)

• UV-Spektroskopie

• Dünnschichtchromatogrphie

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München

Phenylpropanoid-Stoffwechsel im Weinkallus

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoAP-Cumaroyl-Glucose

oligomere Hydroxyzimtsäuren

PhenylalaninShikimatweg

[Benzoesäuren]•Protocatechusäure

•Gallussäure-Derivat

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Chalcon]

2 Quercetin-Derivate

[Catechine]•Catechin

•Epicatechin

•Epicatechingallat

•Procyanidin B1

•Procyanidin B3

[Anthocyane]

[2 Anthocyane]

[Stilben]

STS

•trans-Resveratrol

•cis/trans-Piceid

•div. Resveratrol-Derivate

•Pallidol

•Viniferine

Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt

CHS STS

PAL

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Technische Universität

München

Weinkallus ist also in der Lage, alle beschriebenen

Stoffklassen zu synthetisieren.

Weinkallus ist als Modelsystem für

Induktionsversuche geeignet

Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt

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Technische Universität

München

Weinkallus ist also in der Lage, alle beschriebenen

Stoffklassen zu synthetisieren.

Weinkallus synthetisiert sowohl monomere als auch oligomere

Resveratrol-Derivate (die Phytoalexine der Weinpflanzen)

Weinkallus ist als Modelsystem für

Induktionsversuche geeignet

Weinkallus ist als Modelsystem für

Induktionsversuche geeignet

Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt

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München

Weinkallus synthetisiert jedoch keine Tatrate (Weinsäure-

Hydroxyzimtsäure-Verbindungen) wie Blätter, Blüten und

Trauben es tun.

Weinkallus ist also in der Lage, alle beschriebenen

Stoffklassen zu synthetisieren.

Weinkallus synthetisiert sowohl monomere als auch oligomere

Resveratrol-Derivate (die Phytoalexine der Weinpflanzen)

Weinkallus ist als Modelsystem für

Induktionsversuche geeignet

Weinkallus ist als Modelsystem für

Induktionsversuche geeignet

Weinpflanzen als reelles Modelsystem werden

für reelle Untersuchungen benötigt

Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt

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München

unbehandelt 5% Hefeextrakt 50% Hefeextrakt

Elicitation mit Aureobasidium pullulans-Extrakt

Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt

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Technische Universität

München

Gesamtphenole

5000

10000

15000

µg

/g

Tro

cken

gew

ich

t

0

unbehandelt 5% Hefeextrakt 50% Hefeextrakt

Phenylalanin

PAL: phenylalaninammonia-lyase

CHS: chalconsynthase

STS: stilbensynthase

Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt

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Technische Universität

München

p-Cumar-

säure

Gesamtphenole

5000

10000

15000

µg

/g

Tro

cken

gew

ich

t

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0

µg

/g

Tro

cken

gew

ich

t

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 malonyl-CoA

Phenylalanin

Zimtsäure

PAL

PAL: phenylalaninammonia-lyase

CHS: chalconsynthase

STS: stilbensynthase

unbehandelt 5% Hefeextrakt 50% Hefeextrakt

Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt

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Technische Universität

München

CatechineResveratrol-

derivate

p-Cumar-

säure

Gesamtphenole

5000

10000

15000

µg

/g

Tro

cken

gew

ich

t

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0

µg

/g

Tro

cken

gew

ich

t

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 malonyl-CoA

Phenylalanin

Zimtsäure

PAL

CHS

[Chalcone]

[Leucocyanidin]

Resveratrol-

derivate

Catechin

Epicatechin

STS

PAL: phenylalaninammonia-lyase

CHS: chalconsynthase

STS: stilbensynthase

unbehandelt 5% Hefeextrakt 50% Hefeextrakt

Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt

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Technische Universität

München

CatechineResveratrol-

derivate

p-Cumar-

säure

Gesamtphenole

5000

10000

15000

µg

/g

Tro

cken

gew

ich

t

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0

µg

/g

Tro

cken

gew

ich

t

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 malonyl-CoA

Phenylalanin

Zimtsäure

PAL

CHS

[Chalcone]

[Leucocyanidin]

Resveratrol-

derivate

Catechin

Epicatechin

STS

PAL: phenylalaninammonia-lyase

CHS: chalconsynthase

STS: stilbensynthase

unbehandelt 5% Hefeextrakt 50% Hefeextrakt

Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt

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Technische Universität

München

CatechineResveratrol-

derivate

p-Cumar-

säure

Gesamtphenole

5000

10000

15000

µg

/g

Tro

cken

gew

ich

t

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0

µg

/g

Tro

cken

gew

ich

t

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 malonyl-CoA

Phenylalanin

Zimtsäure

PAL

CHS

[Chalcone]

[Leucocyanidin]

Resveratrol-

derivate

Catechin

Epicatechin

STS

PAL: phenylalaninammonia-lyase

CHS: chalconsynthase

STS: stilbensynthase

unbehandelt 5% Hefeextrakt 50% Hefeextrakt

Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt

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Technische Universität

München

Gesamtgehalt Phenylpropanoide und p-Cumarsäure werden induziert

Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Was bewirkt das A.p. Extrakt im Weinkallus?

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Technische Universität

München

Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Judith Pfeiffer (Lehrstuhl für Zierpflanzenbau

und Gartenbauliche Pflanzenzüchtung WZW)

Gesamtgehalt Phenylpropanoide und p-Cumarsäure werden induziert

Was bewirkt das A.p. Extrakt im Weinkallus?

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Technische Universität

München

Aktivierung der Genexpression von PAL (Phenylalanin-Ammonium-Lyase)

erhöhte Enzymaktivität von PAL

Judith Pfeiffer (Lehrstuhl für Zierpflanzenbau

und Gartenbauliche Pflanzenzüchtung WZW)

Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Gesamtgehalt Phenylpropanoide und p-Cumarsäure werden induziert

Was bewirkt das A.p. Extrakt im Weinkallus?

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Technische Universität

München

Catechine werden induziert

Judith Pfeiffer (Lehrstuhl für Zierpflanzenbau

und Gartenbauliche Pflanzenzüchtung WZW)

Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Aktivierung der Genexpression von PAL (Phenylalanin-Ammonium-Lyase)

erhöhte Enzymaktivität von PAL

Gesamtgehalt Phenylpropanoide und p-Cumarsäure werden induziert

Was bewirkt das A.p. Extrakt im Weinkallus?

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Technische Universität

München

Hemmung der Genexpression von CHS (Chalkonsynthase), LAR(Leukoanthocyanidinreduktase)

und ANR (Anthocyanidinreduktase)

unveränderte Enzymaktivität der CHS

Catechine werden induziert

Gesamtgehalt Phenylpropanoide und p-Cumarsäure werden induziert

Judith Pfeiffer (Lehrstuhl für Zierpflanzenbau

und Gartenbauliche Pflanzenzüchtung WZW)

Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Aktivierung der Genexpression von PAL (Phenylalanin-Ammonium-Lyase)

erhöhte Enzymaktivität von PAL

Was bewirkt das A.p. Extrakt im Weinkallus?

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Technische Universität

München

Hemmung der Genexpression von CHS (Chalkonsynthase), LAR(Leukoanthocyanidinreduktase)

und ANR (Anthocyanidinreduktase)

unveränderte Enzymaktivität der CHS

Resveratrol-Derivate werden induziert

Catechine werden induziert

Judith Pfeiffer (Lehrstuhl für Zierpflanzenbau

und Gartenbauliche Pflanzenzüchtung WZW)

Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Aktivierung der Genexpression von PAL (Phenylalanin-Ammonium-Lyase)

erhöhte Enzymaktivität von PAL

Gesamtgehalt Phenylpropanoide und p-Cumarsäure werden induziert

Was bewirkt das A.p. Extrakt im Weinkallus?

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Technische Universität

München

Judith Pfeiffer (Lehrstuhl für Zierpflanzenbau

und Gartenbauliche Pflanzenzüchtung WZW)

Aktivierung der Genexpression von

STS (Stilbensynthase)

erhöhte Enzymaktivität der STS

Hemmung der Genexpression von CHS (Chalkonsynthase), LAR(Leukoanthocyanidinreduktase)

und ANR (Anthocyanidinreduktase)

unveränderte Enzymaktivität der CHS

Catechine werden induziert

Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Aktivierung der Genexpression von PAL (Phenylalanin-Ammonium-Lyase)

erhöhte Enzymaktivität von PAL

Gesamtgehalt Phenylpropanoide und p-Cumarsäure werden induziert

Resveratrol-Derivate werden induziert

Was bewirkt das A.p. Extrakt im Weinkallus?

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MünchenKönnen auch andere Hefeextrakte elicitieren?

Elicitation von Weinkallus mit Bäckerhefe

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Technische Universität

München

„Regent“ „Nero“

Elicitation von Weinkallus mit Bäckerhefe

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Technische Universität

München

„Regent“ „Nero“

Lebende

Bäckerhefe-Zellen

Lebende

Bäckerhefe-Zellen

Bäckerhefe-Zellen

Extrakt

Bäckerhefe-Zellen

Extrakt

Elicitation von Weinkallus mit Bäckerhefe

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Technische Universität

München

„Regent“ „Nero“

Lebende

Bäckerhefe-Zellen

Lebende

Bäckerhefe-Zellen

Bäckerhefe-Zellen

Extrakt

Bäckerhefe-Zellen

Extrakt

1%

5%

25%

50%

1%

5%

10%

25%

30%

40%

50%

1%

5%

10%

25%

50%

1%

5%

10%

20%

30%

50%

Elicitation von Weinkallus mit Bäckerhefe

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Technische Universität

München

„Regent“ „Nero“

Lebende

Bäckerhefe-Zellen

Lebende

Bäckerhefe-Zellen

Bäckerhefe-Zellen

Extrakt

Bäckerhefe-Zellen

Extrakt

1%

5%

25%

50%

1%

5%

10%

25%

30%

40%

50%

1%

5%

10%

25%

50%

1%

5%

10%

20%

30%

50%

K0

unbehandelt

Kulturmedium

(K2) behandelter

Kallus

Kulturmedium

(K2) behandelter

KallusK0

unbehandelt

Elicitation von Weinkallus mit Bäckerhefe

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Technische Universität

München

Summe der gesamten Phenylpropanoide

"Regent"

0

200

400

600

800

1000

1200

K0 K2 1 5 25 50 1 5 10 25 30 40 50

µg

/g F

ris

ch

ge

wic

ht

"Nero"

0

200

400

600

800

1000

1200

K0 K2 1 5 10 25 50 5 10 20 30 50

µg

/g F

ris

ch

gew

ich

t

Elicitation von Weinkallus mit Bäckerhefe

Hefezellen

Hefeextrakt

% Behandlung % Behandlung

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Technische Universität

München

p-Cumarsäure

"Nero"

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

K0 K2 1 5 10 25 50 5 10 20 30 50

µg

/g F

ris

ch

gew

ich

t

"Regent"

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

K0 K2 1 5 25 50 1 5 10 25 30 40 50

µg

/g F

ris

ch

gew

ich

t

Elicitation von Weinkallus mit Bäckerhefe

Hefezellen

Hefeextrakt

% Behandlung % Behandlung

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Technische Universität

München

Flavanole (Catechine)

"Regent"

0

50

100

150

200

250

K0 K2 1 5 25 50 1 5 10 25 30 40 50

µg

/g F

ris

ch

ge

wic

ht

"Nero"

0

50

100

150

200

250

K0 K2 1 5 10 25 50 5 10 20 30 50µ

g/g

Fri

sc

hg

ew

ich

t

Elicitation von Weinkallus mit Bäckerhefe

Hefezellen

Hefeextrakt

% Behandlung % Behandlung

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Technische Universität

München

Resveratrol-Derivate

„Regent“

monomere

0

20

40

60

80

100

120

140

K0 K2 1 5 25 50 1 5 10 25 30 40 50

µg

/g F

ris

ch

gew

ich

t

oligomere

0

20

40

60

80

100

120

K0 K2 1 5 25 50 1 5 10 25 30 40 50

µg

/g F

ris

ch

gew

ich

t

Elicitation von Weinkallus mit Bäckerhefe

Hefezellen

Hefeextrakt

% Behandlung

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Technische Universität

München

monomere

0

20

40

60

80

100

120

140

K0 K2 1 5 10 25 50 5 10 20 30 50

µg

/g F

ris

ch

ge

wic

ht

„Nero“

Elicitation von Weinkallus mit Bäckerhefe

Resveratrol-Derivate

„Regent“

monomere

0

20

40

60

80

100

120

140

K0 K2 1 5 25 50 1 5 10 25 30 40 50

µg

/g F

ris

ch

gew

ich

t

oligomere

0

20

40

60

80

100

120

K0 K2 1 5 10 25 50 5 10 20 30 50

µg

/g F

ris

ch

gew

ich

toligomere

0

20

40

60

80

100

120

K0 K2 1 5 25 50 1 5 10 25 30 40 50

µg

/g F

ris

ch

gew

ich

t

Hefezellen

Hefeextrakt

% Behandlung % Behandlung

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Technische Universität

München

Gesamtgehalt an Phenylpropanoiden und der p-Cumarsäure werden induziert

Der Grad der Induktion nimmt mit zunehmender Elicitorkonzentration zu

Elicitation mit Bäckerhefe-Extrakt

Catechine werden durch eine Elicitation mit Bäcker-Hefekulturfiltrat

induziert

Der Grad der Induktion nimmt mit zunehmender Elicitorkonzentration

zu

Resveratrol-Derivate werden durch eine Elicitation mit Bäckerhefekulturfiltrat

induziert

schon eine geringe Elizitorkonzentration führt zu einer maximalen Induktion

Zusammenfassung Elicitation von Weinkallus mit Bäckerhefe

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Technische Universität

München

PAL: phenylalaninammonia-lyase

CHS: chalconsynthase

STS: stilbensynthase

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 malonyl-CoA

Phenylalanin

Zimtsäure

PAL

CHS

[Chalcone]

[Leucocyanidin]

Catechin

Epicatechin

STS

Resveratrol-

derivate

Aureobasidium pullulans

Extrakt

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 malonyl-CoA

Phenylalanin

Zimtsäure

PAL

CHS

[Chalcone]

[Leucocyanidin]

Catechin

Epicatechin

STS

Resveratrol-

derivate

Bäckerhefe

Extrakt

Vergleich Aureobasidium pullulans und Bäckerhefe

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Technische Universität

München

Hypothesen:

•das Extrakt von Aureobasidium pullulans elizitiert

den Sekundärstoffwechsel selektiver als das

Bäckerhefe-Extrakt

Vergleich Aureobasidium pullulans und Bäckerhefe

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Technische Universität

München

Hypothesen:

•das Extrakt von Aureobasidium pullulans elizitiert

den Sekundärstoffwechsel selektiver als das

Bäckerhefe-Extrakt

•das Bäckerhefe-Extrakt elicitiert die Resveratrol-

Synthese schon bei 1%iger Lösung maximal, sodass

sich Catechine weiter anreichern. Bei 50%

Aureobasidium pullulans Extrakt ist dieser Punkt

noch nicht erreicht.

Vergleich Aureobasidium pullulans und Bäckerhefe

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Technische Universität

MünchenElicitation von Weinblüten mit

Aureobasidium pullulans-Extrakt

• Sorten: Müller Thurgau (sehr anfällig)

Blauer Spätburgunder

Regent (resistent gegen div. Pilze)

• Behandlung mit Hefeextrakt bzw. Plate Count Medium

(Kontrolle) in die Blüte

• Probenahme nach 24, 48 und 72 h

HPLC-Analyse (Frischextraktion)

Untersuchungen von Enzymaktivitäten

Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

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Technische Universität

München

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

Gesamtphenole

0

5

10

15

20

25

30

35

0 24 48 72 24 48 72m

g/g

Fri

sc

hg

ew

ich

t

Stunden nach Behandlung

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

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Technische Universität

München

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

Gesamtphenole

0

5

10

15

20

25

30

35

0 24 48 72 24 48 72m

g/g

Fri

sc

hg

ew

ich

t

Stunden nach Behandlung

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

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Technische Universität

München

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

Hydroxyzimtsäure-Derivate

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

0 24 48 72 24 48 72

mg

/g F

ris

ch

gew

ich

tStunden nach Behandlung

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

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Technische Universität

München

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

Hydroxyzimtsäure-Derivate

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

0 24 48 72 24 48 72

mg

/g F

ris

ch

gew

ich

tStunden nach Behandlung

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

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Technische Universität

München

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

Gallussäure-Derivate

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

0 24 48 72 24 48 72

mg

/g F

ris

ch

ge

wic

ht

Stunden nach Behandlung

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

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Technische Universität

München

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

Gallussäure-Derivate

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

0 24 48 72 24 48 72

mg

/g F

ris

ch

ge

wic

ht

Stunden nach Behandlung

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

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Technische Universität

München

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

Flavonole (Isoqueritrin)

0

2

4

6

8

10

12

14

0 24 48 72 24 48 72m

g/g

Fri

sc

hg

ew

ich

t

Stunden nach Behandlung

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

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Technische Universität

München

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

0

2

4

6

8

10

12

14

0 24 48 72 24 48 72m

g/g

Fri

sc

hg

ew

ich

t

Stunden nach Behandlung

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

Flavonole (Isoqueritrin)

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Technische Universität

München

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

Flavanole (Catechin)

0

2

4

6

8

10

0 24 48 72 24 48 72m

g/g

Fri

sc

hg

ew

ich

t

Stunden nach Behandlung

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

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Technische Universität

München

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

0

2

4

6

8

10

0 24 48 72 24 48 72m

g/g

Fri

sc

hg

ew

ich

t

Stunden nach Behandlung

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

Flavanole (Catechin)

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Technische Universität

München

Chalkonsynthase-Aktivität

0

1000

2000

3000

4000

K0 K24 K48 K72 H24 H48 H72

Nari

ng

inin

dp

m

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

Page 53: Technische Universität Induktion von Resveratrol ...ghl.wzw.tum.de/fileadmin/_migrated/content_uploads/2007_DGG... · Technische Universität München Induktion von Resveratrol-Derivaten

Technische Universität

München

Chalkonsynthase-Aktivität

0

1000

2000

3000

4000

K0 K24 K48 K72 H24 H48 H72

Nari

ng

inin

dp

m

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

•Das Kulturmedium hat eine induzierende Wirkung

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

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Technische Universität

München

Chalkonsynthase-Aktivität

0

1000

2000

3000

4000

K0 K24 K48 K72 H24 H48 H72

Nari

ng

inin

dp

m

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

•Die Chalkonsynthase-Aktivität nimmt mit zunehmender

Blütenentwicklung zu

•Das Kulturmedium hat eine induzierende Wirkung

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

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Technische Universität

München

oligomere Resveratrol-Derivate

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

24 48 72 24 48 72

mg

/g F

ris

ch

gew

ich

t

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

Stunden nach Behandlung

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

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Technische Universität

München

oligomere Resveratrol-Derivate

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

24 48 72 24 48 72

mg

/g F

ris

ch

gew

ich

t

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

Stunden nach Behandlung

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

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Technische Universität

München

oligomere Resveratrol-Derivate

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

24 48 72 24 48 72

mg

/g F

ris

ch

gew

ich

t

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

Stunden nach Behandlung

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

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Technische Universität

München

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

Stilbensynthase-Aktivität

0

40

80

120

160

200

K0 K24 K48 K72 H24 H48 H72

Res

ve

ratr

ol d

pm

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

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Technische Universität

München

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

Stilbensynthase-Aktivität

0

40

80

120

160

200

K0 K24 K48 K72 H24 H48 H72

Res

ve

ratr

ol d

pm

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

Page 60: Technische Universität Induktion von Resveratrol ...ghl.wzw.tum.de/fileadmin/_migrated/content_uploads/2007_DGG... · Technische Universität München Induktion von Resveratrol-Derivaten

Technische Universität

München

Phenylalanin

PAL

Shikimatweg

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Benzoesäuren]

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

CHS

[Chalcon]

[Flavonol]

[Catechine] [Anthocyane]

[Stilben]

STS

Stilbensynthase-Aktivität

0

40

80

120

160

200

K0 K24 K48 K72 H24 H48 H72

Res

ve

ratr

ol d

pm

„Blauer Spätburgunder“

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

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Technische Universität

München

Blauer Spätburgunder

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

24 48 72 24 48 72

mg

/g F

ris

ch

gew

ich

t

Stunden nach Behandlung

Elicitation von oligomeren Resveratrol-Derivaten

Müller Thurgau

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

24 48 72 24 48 72

mg

/g F

ris

ch

gew

ich

t

Stunden nach Behandlung

Regent

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

24 48 72 24 48 72

mg

/g F

ris

ch

gew

ich

t

Stunden nach Behandlung

Elicitation von Weinblüten Elicitation von Weinblüten mit Aureobasidium pullulans Extrakt

Kontrolle

Hefe

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Technische Universität

MünchenElicitation von Weinblättern mit

Aureobasidium pullulans-Extrakt

• Sorten: Müller Thurgau (sehr anfällig)

Blauer Spätburgunder

Regent (resistent gegen div. Pilze)

• Blätter werden in Hefeextrakt bzw. Plate Count Medium

(Kontrolle) getaucht

• Probenahme nach 12, 24 und 48 h

HPLC-Analyse

Elicitation von Weinblättern mit Aureobasidium pullulans Extrakt

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Technische Universität

München

Kontrolle

Hefe

„Regent“(Blatt 5)

Phenylpropanoide gesamt

0

20

40

60

80

100

12 24 48

Stunden nach Behandlung

mg

/g T

rocken

gew

ich

t

Elicitation von Weinblättern mit Aureobasidium pullulans Extrakt

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Technische Universität

München

Kontrolle

Hefe

Phenylpropanoide gesamt

0

20

40

60

80

100

12 24 48

Stunden nach Behandlung

mg

/g T

rocken

gew

ich

t

Flavanole (Catechine)

0

1

2

3

4

12 24 48

Stunden nach Behandlung

mg

/g T

rocken

gew

ich

t

einfache Phenole

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

12 24 48

Stunden nach Behandlung

mg

/g T

rocken

gew

ich

t

Tatrate

0

5

10

15

20

12 24 48Stunden nach Behandlung

mg

/g T

rocken

gew

ich

t

Flavonole

0

20

40

60

80

100

12 24 48

Stunden nach Behandlungm

g/g

Tro

cken

gew

ich

t

Elicitation von Weinblättern mit Aureobasidium pullulans Extrakt

„Regent“(Blatt 5)

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Durch Hefeextrakt elicitierte Stilbene

konnten in Weinblättern (Blatt 5) noch nicht

identifiziert werden!

Elicitation von Weinblättern mit Aureobasidium pullulans Extrakt

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Vergleich:

Induzierbarkeit von Polyphenolen

in Vitis vinifera Kallus, Blüte und

Blatt (Blatt 5) durch ein Hefeextrakt

von Aureobasidium pullulans

Elicitation von Kallus, Blüten Blättern mit Aureobasidium pullulans Extrakt

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PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

Kallus

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Chalcon][Flavonol]

[Catechine]

[Anthocyane]

CHS [Stilben]

STS

PhenylalaninShikimatweg

[Benzoesäuren] PAL

Elicitation von Kallus, Blüten Blättern mit Aureobasidium pullulans Extrakt

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München

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

Kallus

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Chalcon][Flavonol]

[Catechine]

[Anthocyane]

CHS [Stilben]

STS

PhenylalaninShikimatweg

[Benzoesäuren] PAL

Blüte

PhenylalaninShikimatweg

[Benzoesäuren]

CHS

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Chalcon][Flavonol]

[Catechine]

[Stilben]

STS

PAL

Elicitation von Kallus, Blüten Blättern mit Aureobasidium pullulans Extrakt

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München

PAL: Phenylalaninammonium-lyase

CHS: Chalconsynthase

STS: Stilbensynthase

Kallus

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Chalcon][Flavonol]

[Catechine]

[Anthocyane]

CHS [Stilben]

STS

PhenylalaninShikimatweg

[Benzoesäuren] PAL

Blüte

PhenylalaninShikimatweg

[Benzoesäuren]

CHS

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Chalcon][Flavonol]

[Catechine]

[Stilben]

STS

PAL

Blatt 5

p-Cumaroyl-CoA

+ 3 Malonyl-CoA

[Chalcon][Flavonol]

[Catechine]

CHS

PhenylalaninShikimatweg

[Benzoesäuren] PAL

Tatrate

Elicitation von Kallus, Blüten Blättern mit Aureobasidium pullulans Extrakt

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•Abmilderung der Variabilität innerhalb der Gescheine

•Probenahme von Einzelblüten sortiert nach

Entwicklungsstadien

Ausblicke

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•Erfassung von Stoffwechselvorgängen vor 12 Stunden

nach Behandlung

Ausblicke

•Abmilderung der Variabilität innerhalb der Gescheine

•Probenahme von Einzelblüten sortiert nach

Entwicklungsstadien

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Technische Universität

München

•Testen verschiedener Formulierungs-Hilfsstoffe für einen

besseren Transfer des Elicitors durch die Kutikula bei

Blättern

Ausblicke

•Erfassung von Stoffwechselvorgängen vor 12 Stunden

nach Behandlung

•Abmilderung der Variabilität innerhalb der Gescheine

•Probenahme von Einzelblüten sortiert nach

Entwicklungsstadien

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•Auswirkungen der Induktion in Blüten und Blättern auf

pilzliche Pathogene wie Botrytis und Mehltau

Ausblicke

•Testen verschiedener Formulierungs-Hilfsstoffe für einen

besseren Transfer des Elicitors durch die Kutikula bei

Blättern

•Erfassung von Stoffwechselvorgängen vor 12 Stunden

nach Behandlung

•Abmilderung der Variabilität innerhalb der Gescheine

•Probenahme von Einzelblüten sortiert nach

Entwicklungsstadien

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Vielen Dank