Infochemikalien von Stamm und Wurzel der Rot-Buche (Fagus sylvatica L.): Methodenentwicklung und Betrachtung des VOC-Musters

Rachow, Christine

dc.contributor.advisor	Schuldt, Andreas Prof. Dr.
dc.contributor.author	Rachow, Christine
dc.date.accessioned	2020-02-26T15:48:41Z
dc.date.available	2020-02-26T15:48:41Z
dc.date.issued	2020-02-26
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/21.11130/00-1735-0000-0005-1343-A
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.53846/goediss-7880
dc.language.iso	deu	de
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.ddc	634	de
dc.title	Infochemikalien von Stamm und Wurzel der Rot-Buche (Fagus sylvatica L.): Methodenentwicklung und Betrachtung des VOC-Musters	de
dc.type	doctoralThesis	de
dc.title.translated	Stem and root infochemicals of beech (Fagus sylvatica L.): Methods development and analysis of VOC-pattern	de
dc.contributor.referee	Schuldt, Andreas Prof. Dr.
dc.date.examination	2019-09-19
dc.description.abstractger	Ziel der Arbeit war es, Infochemikalien, die als Marker-VOC zur Früherkennung eines Insektenbefalls von durch Trockenheit geschwächten Bestände der Rot-Buche (Fagus sylvatica) dienen können, zu finden. Einige dieser VOC können von einigen Insekten als Hinweis genutzt werden, um gezielt gestresste und weniger gut verteidigte Bäume aufzusuchen. Es wurden in dieser Arbeit zwei Messmethoden entwickelt, die es zum einen ermöglichen, das VOC-Muster von Stämmen im Freiland zu messen und zum anderen die Bodenbeweglichkeit von Wurzel-VOC nachzuweisen. Zusätzlich wurden VOC-Messungen an Stämmen wie auch an Wurzeln von F. sylvatica in Untersuchungsgebieten mit unterschiedlichen jährlichen Niederschlagsmengen durchgeführt und die Antennenreaktionen zwei an F. sylvatica vorkommenden Schmetterlingen (Calliteara pudibunda und Aglia tau) auf das Stamm-VOC-Muster von F. sylvatica untersucht. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass sich das Stamm-VOC-Muster von F. sylvatica aus elf verschiedenen Stoffgruppen zusammensetzt, wobei vier Stoffgruppen (Terpene, Alkane, Aldehyde und Aromate) dominierten. Für das Wurzel-VOC-Muster konnten 42 VOC aus sieben Stoffgruppen identifiziert werden, wobei auch hier Terpene und Aldehyde dominierten. Ein Einfluss von unterschiedlichen jährlichen Niederschlagsmengen auf die Emissionsraten einzelner VOC konnte sowohl bei den Stamm- als auch bei den Wurzel-VOC-Mustern nachgewiesen werden. Insgesamt konnten aus den Stamm- und den Wurzel-VOC-Mustern drei VOC (α-Pinen, Limonen und Nonanal) identifiziert werden, die als mögliche Marker-VOC genutzt werden können. Zwei dieser drei VOC (Limonen und Nonanal) lösten Antennenreaktionen bei C. pudibunda und A. tau aus, die für ihre Eiablage den Buchenstamm anfliegen. Alle drei VOC wurden in Untersuchungsgebieten mit jährlichen Niederschlagsmengen unter 600 mm in höheren Konzentrationen als in Gebieten mit jährlichen Niederschlagsmengen über 600 mm gemessen. Diese drei VOC sind bekannt dafür, entweder vermehrt bei Trockenstress (α-Pinen) oder bei Herbivorenfraß (Limonen und Nonanal) von Pflanzen emittiert zu werden und könnten als mögliche Marker für die VOC-basierte Früherkennung zur Abwehr von Schaderregern an F. sylvatica dienen. In Zukunft könnten die gefundenen Marker-VOC helfen, gefährdete Bestände zu identifizieren, bevor sichtbare Schädigungen wie Blattverluste durch frühzeitigen trockenheitsbedingten Blattabwurf und/oder Insektenfraß eintreten. Dies würde das Auffinden möglicher Risikobestände erleichtern und helfen, schnellere Gegenmaßnahmen bei aufkommenden Kalamitäten durchzuführen.	de
dc.description.abstracteng	Plant emission of volatile organic compounds (VOC) can be affected by changing environmental conditions such as temperature and drought. VOC play an important role in the interaction between plants and insects. For instance, insects use VOC, so-called infochemicals, to locate their host plants for feeding and oviposition. The aim of this study was to identify VOC released by drought stressed beech (Fagus sylvatica) trees. Some of these VOC can be a possible cue for certain insect species to reach stressed trees, which have a weakened defence against herbivore insects. Additionally, stress related VOC can act as an indicator for an early detection of insect infestation. In this study, two methods were developed; one method to sample VOC emissions from stems of trees and the second one to investigate the soil mobility of VOC released by roots. Furthermore, stem as well as roots VOC patterns of drought stressed F. sylvatica under field conditions were collected at selected plots with different mean annual precipitations. Stem VOC patterns were measured over one year and root VOC patterns in spring and autumn. The results of the study showed that VOC patterns from stems of F. sylvatica contained eleven different chemical groups, of which four chemical groups dominated (terpenes, alkanes, aldehydes and aromatic compounds). VOC pattern of roots contained seven different chemical groups, of which two chemical groups dominated (terpenes and aldehydes). Summarising the results, three VOC (α-pinene, limonene and nonanal) from both parts of the trees were identified as a potential VOC marker for plants under drought conditions (< 600 mm mean annual precipitation). Additionally, this study indicates that VOC releasing rates of both stems and roots of F. sylvatica directly correlate to the annual precipitations. In order to identify insect perceived VOC cues from stressed trees, stem VOC samples were tested with gas chromatography-electroantennographic detection (GC-EAD) for two different Lepidoptera species on beech (Calliteara pudibunda and Aglia tau). Two potential VOC markers (limonene and nonanal) eliciting antennal responses could be identified. These experiments identified three important VOC, which are known to increase with decreasing annual precipitation. Two of these three VOC act as a kairomone for herbivores. These results combined with currently available pest management approaches can help to develop an early warning system for forest management implementation.	de
dc.contributor.coReferee	Müller, Michael Prof. Dr.
dc.contributor.thirdReferee	Balkenhol, Niko Prof. Dr.
dc.subject.ger	Fagus sylvatica	de
dc.subject.ger	Rot-Buche	de
dc.subject.ger	Stamm	de
dc.subject.ger	Wurzel	de
dc.subject.ger	Volatile	de
dc.subject.ger	VOC	de
dc.subject.ger	Aglia tau	de
dc.subject.ger	Calliteara pudibunda	de
dc.subject.eng	Fagus sylvatica	de
dc.subject.eng	stem	de
dc.subject.eng	root	de
dc.subject.eng	volatile	de
dc.subject.eng	VOC	de
dc.subject.eng	Aglia tau	de
dc.subject.eng	Calliteara pudibunda	de
dc.identifier.urn	urn:nbn:de:gbv:7-21.11130/00-1735-0000-0005-1343-A-8
dc.affiliation.institute	Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie	de
dc.subject.gokfull	Forstwirtschaft (PPN621305413)	de
dc.identifier.ppn	1691125202

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Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie (inkl. GAUSS) [378]

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