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Wirkung von Luftschadstoffen auf den pflanzlichen Organismus

Biochemische Grundlagen

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Umweltwissenschaften und Schadstoff-Forschung Submit manuscript

Zusammenfassung

Der Beitrag stellt das Reaktionsgefüge von Pflanzen gegenüber Umweltfaktoren, z.B. Luftschadstoffen, dar. Jeder Organismus besitzt ein spezifisches Reaktionsvermögen. Alle von dieser Reaktionsnorm abweichenden Situationen führen zur Belastung des Biosystems. Der Organismus antwortet auf diesen Streß mit einer Umstellung seines Stoffwechsels, um die Belastung zu beseitigen oder zu mindern. Durch diesenStreßmetabolismus kann die pflanzliche Homöostase, in gewissen Grenzen garantiert werden. Es handelt sich um Adaptationsmechanismen (Schutz0, Reparatur-, Detoxifikationsreaktionen), begründet in derökologischen Resistenz des pflanzlichen Organismus am Standort, die definiert ist als die Fähigkeit des Individuums, innerhalb eines bestimmten Streßbereiches zu überleben. Die durch diese Adaptationsmaßnahmen bewirketen Veränderungen in den biochemischen Reaktionsabläufen des pflanzlichen Organismus führen erst dann zu Zellschäden, wenn diese Maßnahmen nicht schnell genug wirksam werden bzw. wenn ihre Kapazität überstiegen wird.

Die Veränderungen im Stoffwechselgeschehen, der Streßmetabolismus, werden angezeigt z.B. durch veränderte Enzymaktivitäten; sie sind nach vollziehbar und geben somit Einblick in biochemische Wirkungsweisen und -mechanismen von Luftschadstoffen. Damit wird es möglich,wirkungsbezogene Biotests zu entwickeln, auf deren Basisgezielte Schutzmaßnahmen erarbeitet werden können, um möglichst rechtzeitig irreversible Entwicklungen im pflanzlichen Organismus zu verhindern.

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Literatur

  1. D. Schlee: Ökologische Biochemie. Fischer, Jena, Springer, Berlin-Heidelberg 1986, 2. Aufl. im Druck

    Google Scholar 

  2. R. Guderian: Air pollution by photochemical oxidants. Ecological Studies 52. Springer, Berlin-Heidelberg 1985

    Google Scholar 

  3. R. L. Heath: Biochemical mechanisms of pollutant stress, in: Assessment of crop loss from air pollutants. Proc. Int. Conf. Raleigh, N. C./USA, 259–286 (1987)

  4. H. Sandermann;R. Schmitt;W. Heller, D. Rosemann;C. Langenbartels: Ozone-induced early biochemical reactions in conifers, in: Acid deposition, sources, effects and controls.J.W.S. Loughurst (Ed.). The British Library, Letchworth 1989, p. 243–254H. Sandermann, C. Langenbartels; W. Heller: Ozonstreß bei Pflanzen. UWSF — Z. Umweltchem. Ökotox.2 (1), 14–15 (1990)

    Google Scholar 

  5. A. Wellburn: Air pollution and acid rain: The biological impact. Longman Scientific & Technical 1988

  6. J.-E. Hällgren: Physiological and biochemical effects of sulfur dioxide on plants, in: Sulfur in the environment.J. O. Nriagu (Ed.). John Wiley & Sons 1987, p. 163–207

  7. C. J. Atkinson;W. E. Winner: Modification of stomatal conductance by sulfur dioxide. J. Exp. Botany40, 461–467 (1989)

    Article  CAS  Google Scholar 

  8. A. C. Hill;N. Littlefield: Ozone. Effect on apparent photosynthesis, rate of transpiration, and stomatal closure in plants. Environm. Sci. Technol.3, 52–55 (1988)

    Article  Google Scholar 

  9. U. Flammersfeld; P. Strobel; A. Wild: Vergleichende Untersuchungen von Komponenten der photosynthetischen Elektronentransportkette an Freilandifichten unterschiedlichen Schädigungsgrades, in: Intern. Kongr. Waldschadensforschung: Wissensstand und Perspektiven. Friedrichshafen am Bodensee, 1989

  10. W. M. Havranek;H. Pfeilhofer;D. Grill: Pigmentgehalte und Gaswechsel von Tief- und Hochlandfichten nach chronischer Ozonbelastung. Forstw. Cbl.109, 200–209 (1990)

    Article  Google Scholar 

  11. A. Citerne; P. Dizengremel; M. Pierre; O. Queirez: Enzyme capacities in needles from spruce clones submitted to controlled pollution and from healthy and diseased trees, in: Air pollution and forest decline (J. B. Bucher; J. Bucher-Wallin (Eds.). Proc. 14th Intern. Meeting IUFRO, Interlaken, Switzerland, Birmensdorf 1989, p. 390–392

  12. P. E. Starke-Reed;C. N. Oliver: Proteinoxidation and proteolysis during aging and oxidative stress. Arch. Biochem. Biophys.275, 559–567 (1989)

    Article  CAS  Google Scholar 

  13. S. Tietz;A. Wild: Früherkennung von Waldschäden. Die PEPC-Aktivität als Schadindikator, in Fichtennadeln. UWSF-Z. Umweltchem. Ökotox.2 (4), 197–198 (1990)

    Google Scholar 

  14. S. Tietz;St. Schneider;J. Gill;A. Wild: PEPC-Aktivität. Biochemischer Indikator für den Schädigungsgrad bei Fichten. UWSF — Z. Umweltchem. Ökotox.3 (4), 206–209 (1991)

    Google Scholar 

  15. S. Tietz; A. Wild: Investigations on the phosphoenolpyruvate carboxylase activity of spruce needles relative to the occurrence of novel forest decline. J. Plant Physiol. (1990)

  16. S. S., Malhotra;A. A. Khan: Effects of sulfur dioxide and other air pollutants on acid phosphatase activity in pine seedlings. Biochem. Physiol. Pflanzen175, 228–236 (1980)

    CAS  Google Scholar 

  17. E. F. Elstner;W. Osswald;R. J. Youngman: Basic mechanisms of pigment bleaching and loss of structural resistance in spruce (Picea abies) needles: Advances in phytomedical diagnostics. Experimentia41, 591–597 (1985)

    Article  CAS  Google Scholar 

  18. R. Ghisi;A. P. M. Dittrich;U. Heber: Oxidation versus reductive detoxification of SO2 by chloroplasts. Plant Physiol.92, 846–849 (1990)

    CAS  Google Scholar 

  19. K. Asada;M. Takahashi: Production and scavenging of oxygen in photosynthesis, in: Photoinhibition,D. J. Kyle;C. B. Osmond;C. J. Arntzen (Eds.). Elsevier Amsterdam, New York, Oxford 1987, p. 228–280

    Google Scholar 

  20. B. Halliwell;L. M. C. Gutteridge: Iron and free radical reactions: Two aspects of antioxidant protection. Trends Biochem. Sci.11, 372–375 (1986)

    Article  CAS  Google Scholar 

  21. C. A. Chuaqui;A. Petkau: Chemical reactivity and biological effects of superoxide radicals. Radiat. Phys. Chem.30, 365–373 (1987)

    CAS  Google Scholar 

  22. R. A. Larson: The antioxidants of higher plants. Phytochemistry27, 969–978 (1988)

    Article  CAS  Google Scholar 

  23. M. A. Choudhuri: Free radicals and leaf senescence — A review. Plant Physiol. & Biochem.15, 18–29 (1988)

    Google Scholar 

  24. H. Schulz: Biochemische Indikation mit Koniferennadeln — Ein Verfahren zur Früherkennung von Immissionswirkungen. Biochem. Physiol. Pflanzen184, 419–432 (1989)

    CAS  Google Scholar 

  25. N. E. Tandy;T. T. Di Giulio;C. J. Richardson: Assay and electrophoresis of superoxide dismutase from red spruce (Picea rubens Sarg.), loblolly pine (Pinus taeda L.), and scotch pine (Pinus sylvestris L.). A method for biomonitoring. Plant Physiol.90, 742–748 (1989)

    Article  CAS  Google Scholar 

  26. K. Tanaka;K. Sugahara: Role of superoxide dismutase in defense against SO2 toxicity and an increase in superoxide dismutase activity with SO2 fumigation. Plant Cell Physiol.21, 601–611 (1980)

    CAS  Google Scholar 

  27. M. Köck;D. Schlee;U. Metzger: Sulfite-induced change of oxygen metabolism and the action of superoxide dismutase inEuglena gracilis andTrebouxia sp. Biochem. Physiol. Pflanzen180, 213–224 (1985)

    Google Scholar 

  28. M. Köck;D. Schlee: Effect of sulphite on adenine nucleotides of the green algaTrebouxia. Phytochmistry 20, 2089–2092 (1981)

    Article  Google Scholar 

  29. R. Türk;V. Wirth: Der Einfluß der Wasserzustandes und des pH-Wertes auf die SO2-Schädigung von Flechten. Verh. Ges. Ökologie, Erlangen 1974 (1975)

    Google Scholar 

  30. D. Schlee;M. Köck: Zur Kombinationswirkung ausgewählter Luftschadstoffe auf pflanzliche Organismen. Biol. Rdsch. 25, 35–44 (1987)

    CAS  Google Scholar 

  31. K. Shimazaki;T. Sakaki;M. Kondo;K. Sugahara: Active oxygen participation in chlorophyll destruction and lipid peroxidation in SO2 fumigated leaves of spinach. Plant Cell Physiol.21, 1193–1204 (1980)

    CAS  Google Scholar 

  32. T. Rosenkranz; U. Schmieden-Kompalla; R. Feldmann; A. Wild: Schutzstoffe in Fichtennadeln: Mechanismen gegen photooxidative Prozesse, in: Intern. Kongr. Waldschadensforschung: Wissensstand und Perspektiven. Friedrichshafen am Bodensee, Okt. 1989

  33. K. Figge: Luttgetragene, organische Stoffe in Blattorganen. Vorgang der ad-/absorptiven Anreicherung. UWSF — Z. Umweltchem. Ökotox2(4), 200–207 (1990)

    Google Scholar 

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Schlee, D. Wirkung von Luftschadstoffen auf den pflanzlichen Organismus. UWSF - Z. Umweltchem. Ökotox. 3, 362–367 (1991). https://doi.org/10.1007/BF02936777

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