Auswirkungen von Stress auf die Synthese von Sekundärstoffen in Gewürz- und Arzneipflanzen

Die Biosynthese pflanzlicher Sekundärstoffe wird durch exogene Faktoren beeinflusst. So ist schon lange bekannt, dass Gewürz- und Arzneipflanzen aus mediterranen Gebieten deutlich höhere Konzentrationen der jeweiligen Sekundärstoffe aufweisen als Pflanzen, die unter gemäßigten Bedingungen kultiviert werden. Im Fokus dieser Arbeit stand die Frage, inwiefern sich die Sekundärstoffgehalte durch Trockenstress oder durch die Applikation von Signalstoffen (Methyljasmonat und Salicylsäure) steigern lassen. Es wurden unterschiedliche Versuchspflanzen eingesetzt: Petersilie (Flavone, etherisches Öl), Thymian (Terpene), Johanniskraut (Flavonoide, Phloroglucine, Naphthodianthrone) und Schöllkraut (Alkaloide). Trockenstress führte stets zu geringerem Biomassewachstum. Die Konzentration an Sekundärstoffen war in der Regel in den trockengestressten Pflanzen erhöht, dabei war allerdings die Gesamtmenge meist vermindert. Auch Methyljasmonat führte häufig zu höheren Konzentrationen und in einigen Fällen auch zu höheren Gesamtmengen, wohingegen Salicylsäure nur sehr geringe Effekte zeigte. Des Weiteren wurde 13,14-Dihydrocoptisin als Hauptalkaloid in frischem Schöllkraut identifiziert und erstmalig isoliert. Die Strukturaufklärung erfolgte über Massenspektrometrie und NMR-Spektroskopie.

Jana Paulsen studierte von 2004 bis 2009 Lebensmittelchemie an der Technischen Universität Braunschweig. Anschließend absolvierte sie die berufspraktische Ausbildung zur staatlich geprüften Lebensmittelchemikerin am Niedersächsischen Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (LAVES). Von 2010 bis 2014 hat Frau Paulsen am Institut für Pflanzenbiologie der TU Braunschweig als wissenschaftliche Mitarbeiterin ihre Dissertation im Rahmen der Promotion angefertigt. Ihr Forschungsinteresse galt den Stoffwechselvorgängen, die in Pflanzen unter Stress ablaufen. Im Fokus stand dabei die Verbesserung der Qualität von Gewürz- und Arzneipflanzen durch Steigerung der Sekundärstoffgehalte insbesondere durch gezielte Induktion von moderatem Trockenstress.