Physiological acclimation of marine macrophytes along physico-chemical stress gradients

• Applicant: Professor Dr. Kai Bischof
• Subject Area: Plant Physiology
• Term: from 2003 to 2007
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5415403

Marine Makroalgen sind an ihrem Standort starken Schwankungen abiotischer Faktoren ausgesetzt. Insbesondere Gezeitenalgen müssen im Tidenverlauf u.a. hohe Strahlungsintensitäten (photosynthetisch aktive und UV-Strahlung) und Temperatur-Schwankungen überdauern. Globale Umweltveränderung und lokale anthropogene Einflüsse können den abiotischen Stress weiter verstärken (z.B. Ozonloch, Treibhauseffekt, Schadstoffeintrag). Jede Art von abiotischem Stress wirkt sich in phototrophen Organismen negativ auf die Photosyntheseleistung aus und geht oft mit einer erhöhten Produktion von Sauerstoffradikalen einher. Für marine Makrophyten fehlen Studien zu den physiologischen Mechanismen zur Anpassung an abiotische Stressfaktoren, vor allem unter Feldbedingungen. Die Kenntnis der im Feld ablaufenden Mechanismen ist essentiell, um angesichts der gegenwärtigen Umweltveränderungen Aussagen zur potentiellen Gefährdung von Makrophytenbeständen leisten zu können. Daher sollen Stresswirkungen auf zentrale Komponenten der Photosynthese (D1, RubisCO, ATP-Synthase) und Schutzstrategie (z.B. Stressproteine, Sauerstoffradikal-abbauende Enzyme) untersucht werden. Es sollen v.a. interaktive Strahlungs- und Temperatureffekte näher charakterisiert werden anhand von Labor- und Feldexperimenten, die Stressgradienten von drei unterschiedlichen räumlichen Größenordnungen repräsentieren: In (1) latidudinalen Vergleichen werden verwandte Arten aus verschiedenen Klimaregionen auf spezifische Anpassungsstrategien untersucht; Studien zur (2) vertikalen Zonierung zeigen die Standort spezifische Akklimatisation entlang des Tiefengradienten; physiologische und ökologische Anpassung an extreme, kleinräumliche Gradienten in Strahlungsintensität und Temperatur werden an (3) Grünalgen-Matten untersucht. Bemerkung der Geschäftsstelle: Es handelt sich bei diesem Antrag um die überarbeitete Version eines am 19.02.2003 im Rahmen des Emmy Noether-Programms, Phase II, abgelehnten Antrags.

• DFG Programme: Research Grants