technische universität induktion von resveratrol...
TRANSCRIPT
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]
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.
Technische Universität
München
•phenolischen Verbindungen sind an Abwehrstrategien
gegen Pathogene beteiligt
•Nicht Pathogene Mikroorganismen können Pathogene
hemmen
wissenschaftliche Erkenntnisse
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 ?
Technische Universität
München
Untersuchungen auf Zellebene
•Kalluskulturen von Vitis vinifera
Untersuchungen auf Pflanzenebene
•Blüten und Blätter von Vitis vinifera Pflanzen
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)
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
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.
Technische Universität
München
Probename nach
5h, 10h, 24h, 48h
• Gefriergetrocknete Kalli wurden
methanolisch extrahiert
• Extrakte wurden charakterisiert
mittels:
• HPLC
(Hochdruckflüssigkeitschro
matographie)
• UV-Spektroskopie
• Dünnschichtchromatogrphie
Technische Universität
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
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
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
Technische Universität
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
Technische Universität
München
unbehandelt 5% Hefeextrakt 50% Hefeextrakt
Elicitation mit Aureobasidium pullulans-Extrakt
Elicitation von Weinkallus mit Aureobasidium pullulans Extrakt
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
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
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
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
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
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?
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?
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?
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?
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?
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?
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?
Technische Universität
MünchenKönnen auch andere Hefeextrakte elicitieren?
Elicitation von Weinkallus mit Bäckerhefe
Technische Universität
München
„Regent“ „Nero“
Elicitation von Weinkallus mit Bäckerhefe
Technische Universität
München
„Regent“ „Nero“
Lebende
Bäckerhefe-Zellen
Lebende
Bäckerhefe-Zellen
Bäckerhefe-Zellen
Extrakt
Bäckerhefe-Zellen
Extrakt
Elicitation von Weinkallus mit Bäckerhefe
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Technische Universität
München
Hypothesen:
•das Extrakt von Aureobasidium pullulans elizitiert
den Sekundärstoffwechsel selektiver als das
Bäckerhefe-Extrakt
Vergleich Aureobasidium pullulans und Bäckerhefe
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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)
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
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)
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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)
Technische Universität
München
Durch Hefeextrakt elicitierte Stilbene
konnten in Weinblättern (Blatt 5) noch nicht
identifiziert werden!
Elicitation von Weinblättern mit Aureobasidium pullulans Extrakt
Technische Universität
München
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
Technische Universität
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
Elicitation von Kallus, Blüten Blättern mit Aureobasidium pullulans Extrakt
Technische Universität
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
Technische Universität
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
Technische Universität
München
•Abmilderung der Variabilität innerhalb der Gescheine
•Probenahme von Einzelblüten sortiert nach
Entwicklungsstadien
Ausblicke
Technische Universität
München
•Erfassung von Stoffwechselvorgängen vor 12 Stunden
nach Behandlung
Ausblicke
•Abmilderung der Variabilität innerhalb der Gescheine
•Probenahme von Einzelblüten sortiert nach
Entwicklungsstadien
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
Technische Universität
München
•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
Technische Universität
München
Vielen Dank