Structure of the cuticular transpiration barrier: role of epicuticular wax
Final Report Abstract
Alle oberirdischen Organe der Pflanze sind in ihrem primären Entwicklungszustand mit einer extrazellulären Kutikula versehen. Diese extrazelluläre Kutikula besteht aus dem Polymer Kutin und darin ein- und aufgelagerten Wachsen. Neben dem Schutz vor Pathogenen, stellt die Kutikula den Schutz vor Austrocknung der Pflanze dar. In der Vergangenheit konnte gezeigt werden, dass die Wachse und nicht das Kutin die Barriere ausbilden. Eine Extraktion der Wachse in organischem Lösungsmittel führt je nach Pflanzenarzt zu einem Anstieg der Transpiration ums 100-1000-fache. Bei diesen Untersuchungen konnte aber nie zwischen den auf- bzw. eingelagerten Wachsen unterschieden werden. In diesem Projekt wurden verschiedene, in der Literatur beschriebene Methoden zur selektiven Entfernung der Oberflächenwachse getestet. Sowohl die analytischen, als auch transportphysiologischen Untersuchungen haben zeigen können, dass sich Kollodium am besten für die hier untersuchte Fragestellung eignet. Am Beispiel der Art Prunus lauroceraus, bei der sich die Oberflächenwachse chemisch von den Innenliegenden unterscheiden, konnte gezeigt werden, dass eine zweifache Behandlung ausreicht, um selektiv die Oberflächenwachse zu entfernen. Auch die unabhängigen mikroskopischen Untersuchungen haben dies bestätigt. Transpirationsmessungen vor und nach selektivem Entfernen der Oberflächenwachse haben zeigen können, dass es nach der Behandlung zu keinem Anstieg der Transpiration kommt. Diese Untersuchungen wurden an insgesamt 11 Pflanzenarten durchgeführt. Mit Hilfe dieser experimentellen Ansätze konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass die Oberflächenwachse nicht zur Ausbildung der kutikulären Transpirationsbarriere beitragen. Die Barriere ist im Inneren der Kutikula lokalisiert.
Publications
- (2014) The hygroscopic biosurfactant syringafactin produced by Pseudomonas syringae enhances fitness on leaf surfaces during fluctuating humidity. Environmental Microbiology 16: 2086-2098
Burch AY, Zeisler V, Yokota K, Schreiber L, Lindow SE
(See online at https://doi.org/10.1111/1462-2920.12437) - (2015) Association between the concentration of n-alkanes and tolerance to cracking in commercial varieties of sweet cherry fruits. Scientia Horticulturae 197: 57–65
Rios JC, Robledo F, Schreiber L, Zeisler V, Lang E, Carrasco B, Silva H
(See online at https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.10.037) - (2015) FAX1, a novel membrane protein mediating plastid fatty acid export. Public Library of Science Biology 13(2): e1002053
Li N, Gügel I, Giavalisco P, Zeisler V, Schreiber L, Soll J, Philippar K
(See online at https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1002053) - (2016) Epicuticular wax on cherry laurel (Prunus laurocerasus) leaves does not constitute the cuticular transpiration barrier. Planta 243: 65-81
Schreiber L, Zeisler V
(See online at https://doi.org/10.1007/s00425-015-2397-y) - (2016) Ester-crosslink profiling of the cutin polymer of wild type and cutin synthase tomato (Solanum lycopersicum L.) mutants highlights different mechanisms of polymerization. Plant Physiology 170: 807-820
Philippe G, Gaillard C, Petit J, Geneix N, Dalgalarrondo M, Franke R, Rothan C, Schreiber L, Marion D, Bakan B
(See online at https://doi.org/10.1104/pp.15.01620) - (2016) Wax and cutin mutants of Arabidopsis: quantitative characterization of the cuticular transport barrier in relation to chemical composition. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids
Sadler C, Schroll B, Zeisler V, Waßmann F, Franke R, Schreiber L
(See online at https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2016.03.002)
