In dieser Arbeit wurde der Einfluss der Ko-Kultivierung von Cyanobakterien, insbesondere Nostoc muscorum, Nostoc calcicola und Anabaena cylindrica, auf das Wachstum von Arabidopsis thaliana mit und ohne Trockenstress untersucht. Die Ko-Kultivierung erfolgte im Gewächshaus als Topfkultur, wobei die Anzahl der Blätter, die Pflanzenhöhe, die Anzahl der Blüten, die Biotrockenmasse und die Pigmentkonzentration der Pflanzen gemessen wurden. Bei der Ko-Kultivierung ohne Trockenstress hatten die Cyanobakterien einen positiven Einfluss auf das Pflanzenwachstum, mit Ausnahme eines statistisch signifikanten negativen Einflusses auf die Pflanzenhöhe. Insbesondere die Ko-Kultur mit N. calcicola bzw. N. muscorum + A. cylindrica zeigte vergleichbare oder bessere Ergebnisse als die Negativkontrolle, wobei unter Trockenstressbedingungen die Ko-Kultur mit N. calcicola bzw. N. muscorum am besten geeignet war. Insgesamt wurde ein überwiegend positiver Einfluss der Cyanobakterien auf das Pflanzenwachstum festgestellt, wobei sich die Nostoc-Stämme als besonders vorteilhaft erwiesen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Cyanobakterien das Potenzial haben, die Auswirkungen von Trockenstress auf das Pflanzenwachstum zu mildern.
Die anhaltende Trockenheit in Deutschland im Jahr 2018 wurde auf der Grundlage belastbarer Schadensmeldungen der Bundesländer und der Erntestatistik als Ereignis von nationalem Ausmaß eingestuft. Die Trockenheit hatte deutliche Auswirkungen auf die deutsche Landwirtschaft, die Hektarerträge lagen zum Beispiel bei Getreide um 16 % unter dem dreijährigen Mittel der Vorjahre. Ziel der Landwirtschaft ist es daher, die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen gegen Trockenstress zu verbessern und die negativen Auswirkungen zu reduzieren. Eine mögliche Lösung könnten Cyanobakterien sein, da sie auf verschiedene Weise gegen Trockenheit wirken und symbiotische Beziehungen mit Pflanzen eingehen können. Dabei können sie Stickstoff aus der Luft binden und in eine pflanzenverfügbare Form umwandeln, was das Pflanzenwachstum fördert und den Bedarf an Stickstoffdünger verringert.
Inhaltsverzeichnis
- Zusammenfassung
- Abstract
- Abbildungsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Grundlagen
- 2.1 Pflanzen und Trockenheit
- 2.2 Cyanobakterien
- 2.3 Symbiose von Pflanzen und Cyanobakterien
- 2.4 Arabidopsis thaliana
- 2.5 Nostoc
- 2.6 Anabaena
- 3 Material und Methoden
- 3.1 Kultivierung der Cyanobakterien
- 3.2 Kultivierung von Arabidopsis thaliana
- 3.3 Ko-Kultivierung von Cyanobakterien mit Arabidopsis thaliana
- 3.4 Analytik
- 3.5 Statistische Auswertung
- 4 Ergebnisse
- 4.1 Ko-Kultivierung ohne Trockenstress
- 4.2 Ko-Kultivierung mit Trockenstress
- 5 Diskussion
- 6 Zusammenfassung
- 7 Literatur
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Masterarbeit befasst sich mit der Ko-Kultivierung von Cyanobakterien und Arabidopsis thaliana, um die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegenüber Trockenheit zu verbessern. Die Arbeit untersucht den Einfluss verschiedener Cyanobakterienstämme auf das Wachstum von Arabidopsis thaliana sowohl unter normalen Bedingungen als auch unter Trockenstress.
- Die Auswirkungen von Cyanobakterien auf das Pflanzenwachstum von Arabidopsis thaliana
- Die Rolle von Cyanobakterien bei der Bewältigung von Trockenheit
- Die Eignung verschiedener Cyanobakterienstämme für die Ko-Kultivierung
- Die Analyse der physiologischen und morphologischen Veränderungen von Arabidopsis thaliana in Reaktion auf die Ko-Kultivierung
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1 bietet eine Einleitung zu den Themen der Masterarbeit, darunter die Bedeutung der Trockenheitsresistenz von Pflanzen und die vielversprechenden Eigenschaften von Cyanobakterien als potenziellen Problemlöser. Kapitel 2 befasst sich mit den theoretischen Grundlagen des Themas, einschließlich der physiologischen Auswirkungen von Trockenheit auf Pflanzen, der Eigenschaften von Cyanobakterien und ihrer Fähigkeit zur Stickstofffixierung und zur Produktion von extrazellulären Polysacchariden. Darüber hinaus werden die Modellpflanze Arabidopsis thaliana und die relevanten Cyanobakterienstämme Nostoc und Anabaena im Detail erläutert.
Kapitel 3 beschreibt die verwendeten Materialien und Methoden, einschließlich der Kultivierungsbedingungen für die Cyanobakterien und Arabidopsis thaliana sowie die Durchführung der Ko-Kultivierung im Gewächshaus. Die Analysemethoden, mit denen die Pflanzenhöhe, die Blattanzahl, die Biotrockenmasse und die Pigmentkonzentration gemessen wurden, werden ebenfalls detailliert beschrieben.
Kapitel 4 präsentiert die Ergebnisse der durchgeführten Experimente und analysiert die Auswirkungen der Ko-Kultivierung von Cyanobakterien mit Arabidopsis thaliana auf das Pflanzenwachstum sowohl unter normalen Bedingungen als auch unter Trockenstress. Die Ergebnisse werden anhand von Tabellen, Diagrammen und Bildern illustriert.
Schlüsselwörter
Arabidopsis thaliana, Cyanobakterien, Nostoc, Anabaena, Trockenheit, Trockenstress, Ko-Kultivierung, Pflanzenwachstum, Stickstofffixierung, extrazelluläre Polysaccharide, Symbiose.
- Quote paper
- Songül Yavuz (Author), 2024, Ko-Kultivierung von Cyanobakterien mit Arabidopsis thaliana, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1466121
