Die Bedeutung der funktionellen Diversität niedermolekularer Metall-Liganden für die Aufnahme und intrazelluläre Verteilung von schwermetallartigen Mikronährstoffen

• Antragsteller: Dr. Günther Weber; Professor Dr. Nicolaus von Wirén
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5423592

• Erstellungsjahr: 2011

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Zur Beschreibung von Metalltransport- und Metallverteilungsprozessen in Pflanzen wurden die in der ersten Förderperiode dieses Projektes etablierten Methoden konsequent weiterentwickelt zu einer HILIC-MS-basierten Methodik, die (i) auch labilere Metallspezies einbezieht und (ii) umfangreiche Probenserien im Sinne eines „metabolic profiling“ zu analysieren erlaubt. Zudem wurde mit der isolektrischen Fokussierung eine völlig neue Methodik für Metallspezies entwickelt, die erstmals pI-Werte von Metallspezies bestimmbar macht. Diese Methoden wurden zur Beschreibung der Bedeutung der Hydroxylierung von Phytosiderophoren für die Fe-Chelatisierung und zur Aufklärung pflanzlicher Mechanismen der Schwermetall–Remobilisierung während der Blattseneszenz in Gerste eingesetzt. Dabei zeigte sich, dass v.a. Phytosiderophoren und Citrat eine Rolle bei der Fe-Chelatisierung in source-Blättern während der Seneszenz zukommt, um die Retranslokation von Fe zu erhöhen. Über die Bestimmung von Fe-Isotopenverhältnissen in Pflanzenorganen konnte ein neuer Ansatz für die Beschreibung von Fe-Retranslokationsprozessen entwickelt werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• (2008). Hydrophilic interaction chromatography of small metal species in plants using sulfobetaine- and phosphorylcholine-type zwitterionic stationary phases. J. Sep. Sci. 31: 1615-1622
  G. Weber, N. von Wirén, H. Hayen
  
• (2008). Investigation of ascorbate-mediated iron-release from ferric phytosiderophores in the presence of nicotianamine. BioMetals 21, 503-513
  G. Weber, N. von Wirén, H. Hayen
  
• (2009). Fractionation of metal stable isotopes by higher plants. Elements 5, 375-380
  von Blankenburg F, von Wirén N., Gülke M., Weiss D., Bullen T.
  
• (2009). Moving up and down and everywhere: signalling of micronutrients in plants. Curr. Opin. Plant Biol. 12, 320-327
  Giehl R.F., Meda A.R. and von Wirén N.
  
• (2011). Evaluation of different column types for the hydrophilic interaction chromatographic separation of iron-citrate and copper-histidine species from plants. J. Chromatogr. A 1218, 4934-4943
  J. Köster, R. Shi, N. von Wirén, G. Weber
  
• (2011). Isoelectric focusing of small, non-covalent metal species from plants. Electrophoresis 32, 772-781
  J. Köster, H. Hayen, N. von Wirén, G. Weber