Title (eng)
Physiological and molecular characterization of leaf development in Theobroma cacao L. (Malvaceae)
Parallel title (deu)
Physiologische und molekulare Charakterisierung der Blattentwicklung von Theobroma cacao L. (Malvaceae)
Author
Lisa Haberl
Advisor
Wolfram Weckwerth
Assessor
Wolfram Weckwerth
Abstract (deu)
Die Kulturpflanze Theobroma cacao L. (Malvaceae) wird zu den wichtigsten der Welt gezählt. Es wird geschätzt, dass in der Saison 2013/14 in etwa 4.16 Millionen Tonnen Kakaosamen geerntet wurden (ICCO, 2013).
Diese Studie soll einen Überblick über die Photosyntheseaktivität (Fluoreszenzmessungen mittels PEA und Imaging PAM) sowie die Änderungen von Metaboliten (HPLC-UV/VIS, LC/MS/MS, Kationen- und Anionenchromatographie, Voltammetrie) während der Blattentwicklung von zwei Theobroma cacao Criollo Hybriden geben. Des Weiteren wurden photometrische Messungen zur Ermittlung des Gehaltes von Chlorophyll a, Chlorophyll b, Carotinoiden und Anthocyanidinen durchgeführt. Eine Errungenschaft stellt die neue Methode zur Extraktion und Detektion von Anthocyanidinen dar.
In den verschiedenen Blattentwicklungsstufen konnten zahlreiche Unterschiede mittels mehrerer Analysemethoden aufgezeigt werden. Die photosynthetischen Leistungen von grünen, ausgewachsenen Blättern sind im Vergleich zu denen jüngerer Blättern deutlich gesteigert. Ebenso war der Chlorophyllgehalt pro Flächeneinheit erhöht, des Weiteren konnten höhere Konzentrationen an Magnesium, Phosphat, Oxalsäure und Citronensäure detektiert werden.
Erhöhte Werte von Anthocyanidinen und Malat sowie ein erhöhtes voltammetrisches Potential wurden in jüngeren Blättern gemessen. Eine gesteigerte Anzahl an Stomata pro Flächeneinheit wurde ermittelt. Ein dichter Haarmantel an jungen Blättern konnte mittels anatomischen Schnitten gezeigt werden.
Abstract (eng)
Theobroma cacao L. (Malvaceae) is one of the most important crops worldwide, in the season 2013/14 about 4.16 million tons of cacao seeds were harvested (ICCO, 2013).
The intention of this study is to give an overview of photosynthetic performance (fluorescence measurements, PEA and Imaging PAM) as well to demonstrate changes in metabolites (HPLC- UV/VIS, LC/MS/MS, Cation and Anion chromatography, Voltammetry) during leaf development of two Theobroma cacao Criollo hybrids. Additionally, photometric measurements were done to determine contents of chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoids and anthocyanidins. In particular, a new method is introduced for the extraction and detection of anthocyanidins.
Main differences during the stages of development could be shown by various analytic methods. Photosynthetic performance of fully green leaves is enhanced compared to developing stages. The same result was found for the concentration of chlorophyll molecules per leaf area. High amounts of magnesium, phosphate, oxalic acid and citrate were detected in adult, green leaves.
Higher values of anthocyanidins, malate and an increased voltammetric potential were discovered in younger stages. Furthermore stomata number per area was increased and a dense cover of trichomes could be shown via anatomical cuttings of early stages.
Keywords (eng)
Theobroma cacaoleaf developmentFv/FmfluorescencemetabolitesHPLC-UV/VISLC/MS/MScation and anion chromatographyvoltammetryphotometrychlorophyll acarotenoidsanthocyanidines
Keywords (deu)
Theobroma cacaoBlattentwicklungFv/FmFluoreszenzMetaboliteHPLC-UV/VISLC/MS/MSKationen und Anionen ChromatographieVoltammetriePhotometrieChlorophyll aCarotenoideAnthocyanidine
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Extent (deu)
107 S.
Number of pages
113
Study plan
Lehramtsstudium UF Mathematik UF Biologie und Umweltkunde
[UA]
[190]
[406]
[445]
Association (deu)
Title (eng)
Physiological and molecular characterization of leaf development in Theobroma cacao L. (Malvaceae)
Parallel title (deu)
Physiologische und molekulare Charakterisierung der Blattentwicklung von Theobroma cacao L. (Malvaceae)
Author
Lisa Haberl
Abstract (deu)
Die Kulturpflanze Theobroma cacao L. (Malvaceae) wird zu den wichtigsten der Welt gezählt. Es wird geschätzt, dass in der Saison 2013/14 in etwa 4.16 Millionen Tonnen Kakaosamen geerntet wurden (ICCO, 2013).
Diese Studie soll einen Überblick über die Photosyntheseaktivität (Fluoreszenzmessungen mittels PEA und Imaging PAM) sowie die Änderungen von Metaboliten (HPLC-UV/VIS, LC/MS/MS, Kationen- und Anionenchromatographie, Voltammetrie) während der Blattentwicklung von zwei Theobroma cacao Criollo Hybriden geben. Des Weiteren wurden photometrische Messungen zur Ermittlung des Gehaltes von Chlorophyll a, Chlorophyll b, Carotinoiden und Anthocyanidinen durchgeführt. Eine Errungenschaft stellt die neue Methode zur Extraktion und Detektion von Anthocyanidinen dar.
In den verschiedenen Blattentwicklungsstufen konnten zahlreiche Unterschiede mittels mehrerer Analysemethoden aufgezeigt werden. Die photosynthetischen Leistungen von grünen, ausgewachsenen Blättern sind im Vergleich zu denen jüngerer Blättern deutlich gesteigert. Ebenso war der Chlorophyllgehalt pro Flächeneinheit erhöht, des Weiteren konnten höhere Konzentrationen an Magnesium, Phosphat, Oxalsäure und Citronensäure detektiert werden.
Erhöhte Werte von Anthocyanidinen und Malat sowie ein erhöhtes voltammetrisches Potential wurden in jüngeren Blättern gemessen. Eine gesteigerte Anzahl an Stomata pro Flächeneinheit wurde ermittelt. Ein dichter Haarmantel an jungen Blättern konnte mittels anatomischen Schnitten gezeigt werden.
Abstract (eng)
Theobroma cacao L. (Malvaceae) is one of the most important crops worldwide, in the season 2013/14 about 4.16 million tons of cacao seeds were harvested (ICCO, 2013).
The intention of this study is to give an overview of photosynthetic performance (fluorescence measurements, PEA and Imaging PAM) as well to demonstrate changes in metabolites (HPLC- UV/VIS, LC/MS/MS, Cation and Anion chromatography, Voltammetry) during leaf development of two Theobroma cacao Criollo hybrids. Additionally, photometric measurements were done to determine contents of chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoids and anthocyanidins. In particular, a new method is introduced for the extraction and detection of anthocyanidins.
Main differences during the stages of development could be shown by various analytic methods. Photosynthetic performance of fully green leaves is enhanced compared to developing stages. The same result was found for the concentration of chlorophyll molecules per leaf area. High amounts of magnesium, phosphate, oxalic acid and citrate were detected in adult, green leaves.
Higher values of anthocyanidins, malate and an increased voltammetric potential were discovered in younger stages. Furthermore stomata number per area was increased and a dense cover of trichomes could be shown via anatomical cuttings of early stages.
Keywords (eng)
Theobroma cacaoleaf developmentFv/FmfluorescencemetabolitesHPLC-UV/VISLC/MS/MScation and anion chromatographyvoltammetryphotometrychlorophyll acarotenoidsanthocyanidines
Keywords (deu)
Theobroma cacaoBlattentwicklungFv/FmFluoreszenzMetaboliteHPLC-UV/VISLC/MS/MSKationen und Anionen ChromatographieVoltammetriePhotometrieChlorophyll aCarotenoideAnthocyanidine
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Number of pages
113
Association (deu)
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