Forstwissenschaftliches Centralblatt

, Volume 108, Issue 1, pp 103–110 | Cite as

Vergleichende Untersuchung der Dynamik von Chinasäure und Shikimisäure im Nadelstoffwechsel von Fichten (Picea abies [L.] Karst.) im Zusammenhang mit dem “Waldsterben”

  • P. Dittrich
  • M. Senser
  • J. Frielinghaus
Article

Zusammenfassung

Eine vergleichende Studie über den Umsatz der Vorläufer phenolischer Verbindungen, China- und Shikimisäure, in den Nadeln der Fichte wurde bei vier verschiedenen, teils krankhaften Erscheinungsformen vonPicea abies (L.) Karst. durchgeführt. Bei einer Fichte mit dem Syndrom der “Akuten Vergilbung” aus einer Höhenlage des Bayerischen Waldes, einer kronenverlichteten Fichte mit dem Lamettasyndrom, einer lichtempfindlichen Gelbmutante (Picea abies finedonensis), sowie einer gesunden Kontrollfichte wurden die Nadel-inhaltsstoffe mit Hilfe einer14CO2-Fixierung im Juni markiert und ihr Schicksal bis Mitte Oktober verfolgt. Der größte Einbau von14C in China- und Shikimisäure war insgesamt im jeweils jüngsten Nadeljahrgang mit Werten von über 60% Anteil an den löslichen Stoffwechselprodukten festzustellen. Im Vergleich zur gesunden Kontrollfichte zeigten beide Säuren in den Nadeln mit dem Lametta-Syndrom und der Gelbmutante “Finedonensis” ein fast identisches Verhalten auf, wobei ihre Anteile vor allem in den ein und zwei Jahre alten Nadeln um fast 50% reduziert waren. Bei der Fichte mit dem Syndrom der “Akuten Vergilbung” jedoch war in den Nadeln des jüngsten Jahrgangs bereits ein reduzierter Einbau von14C festzustellen, der dann in den Nadeln der beiden darauffolgenden Jahrgänge praktisch vollständig zum Erliegen kam, obwohl vergleichbar große Pools von Chinasäure und Shikimisäure in den Nadeln vorliegen. Der Umfang des Einbaus von14C in beiden Säuren ist möglicherweise ein Maß für den Grad der Nadelschädigung. Als spezifische und konstitutive Verbindung der Gelbmutante konnte erstmals 3-0-p-Cumaroyl-Chinasäure nachgewiesen werden, während in den ebenfalls vergilbten Nadeln der Fichte mit der “Akuten Vergilbung” 3-0-p-Caffeoyl-Shikimisäure identifiziert wurde. Diese Verbindung tritt nur vorübergehend in anderen Fichten dann auf, wenn diese während einer Periode tiefer Wintertemperaturen in reversibler Weise lichtempfindlich werden und das Phänomen der Wintervergilbung zeigen.

Comparative study on the turnover of quinic- and shikimic acid and of its derivatives in needles of Norway spruce, Picea abies (L.) Karst., affected by “Waldsterben” syndrome

Summary

A comparative study on the incorporation of14C into quinic- and shikimic acid in spruce needles was carried out with four different syndroms ofPicea abies (L.) Karst.: a tree from high altitudes of the Bayerischer Wald with the syndrom of “acute yellowing”, a light-sensitive mutant with yellowish needles (Picea abies Karst.finedonensis), a tree exhibiting “Lametta” syndrome with a translucent crown and twigs hanging down like tinsel, and a healthy tree for control. The needles of these trees were labelled via photosynthetic fixation of14CO2 in June, and the fate of labelled compounds was monitored over 125 days. In the youngest needles incorporation rates of quinic and shikimic acid reached a dominating level of about 60% of the label of soluble metabolites, which underlines the decisive role of both acids during needle development. The yellow mutant “finedonensis” and the tree with “Lametta” syndrome, which exhibit rather identical turnover kinetics of quinate and shikimate, show lower rates and reach, in particular in one- and two-year-old needles, only about 50% of the incorporation rates of the control spruce. The tree with the syndrome of “acute yellowing” exhibits a significant reduction of incorporation already in the youngest needles; the older needles of this tree virtually suspend metabolism of both acids all together, though apparently high but dormant pools of shikimate and quinate are present. The degree of label incorporation into shikimate and quinate may possibly serve as a measure of needle damage. Exclusively in the yellow mutant a novel spruce constituent 3-0-p-coumaroylquinic acid, could be detected; a related compound, 3-0-p-caffeoylshikimic acid was identified in the needles of the “acute yellowing” tree. However, it could also be shown to occur temporarily in needles of healthy spruce trees if prior subjected to a period of low-temperature stress during winter, during which the needles likewise tend to become reversibly light-sensitive and turn yellow.

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Copyright information

© Verlag Parey 1989

Authors and Affiliations

  • P. Dittrich
    • 1
  • M. Senser
    • 1
  • J. Frielinghaus
    • 1
  1. 1.Botanisches InstitutMünchen 19

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