Auswirkungen von Magnesiummangel auf das Proteom und die Ionenverhältnisse in Nutzpflanzen unter besonderer Berücksichtigung einer Blattdüngung
Magnesiummangel bei Nutzpflanzen stellt global ein Problem in der Landwirtschaft dar und kann sowohl zu Ertrags- als auch Qualitätseinbußen von Ernteprodukten bis hin zum Totalausfall von Ernten führen. Diese Problematik wird sich zukünftig noch verschärfen, da weltweit fortlaufende Bodendegradationsprozesse wie Versauerung, Versalzung und Austrocknung den Verlust an Magnesium im Boden beschleunigen bzw. die Pflanzenverfügbarkeit einschränken. Magnesium ist ein essentieller Makronährstoff für Pflanzen und an einer Vielzahl von Stoffwechselvorgängen beteiligt. Eine Unterversorgung mit Magnesium führt zu verringertem Wachstum von Spross, Wurzeln und Früchten und hat folglich immense negative Konsequenzen für landwirtschaftliche Erträge. Zwar ist man sich der außerordentlichen Bedeutsamkeit dieses Pflanzennährstoffes bewusst, die Auswirkungen von Magnesiummangel auf den Stoffwechsel von Pflanzen insbesondere auf zellulärer und subzellulärer Ebene sind jedoch noch unzureichend wissenschaftlich untersucht und verstanden.
Neue Erkenntnisse im Bereich der Magnesium-Blattdüngung, die sich in der Landwirtschaft alternativ zur Bodendüngung einsetzen ließe, könnten eine Optimierung von Düngungsstrategien ermöglichen, um Ernten qualitativ und quantitativ zu sichern. Hierzu soll das Dissertationsvorhaben durch Anwendung neuester, innovativer Analysetechniken einen Teil beitragen.
Ziel der Dissertation ist ein genaueres Verständnis der Stoffwechselreaktionen von Pflanzen bei unterschiedlicher Magnesiumversorgung. Es sollen dabei schwerpunktmäßig die Proteinbiosynthese sowie die Verteilung ausgewählter Ionen im pflanzlichen Gewebe bei Pflanzen mit Magnesiummangel bzw. mittels Blattdüngung versorgter Pflanzen analysiert werden. Zum Einsatz kommen unter anderem die Methoden der zweidimensionalen Polyacrylamid-Gelelektrophorese (2D-PAGE), Western Blots sowie ratiometrische Fluoreszenzmikroskopie.