Bestimmung der Depositionsraten von Kutin und Wachs in sich entwickelnden Apfelfrüchten

• Antragsteller: Dr. Bishnu Prasad Khanal
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320667595

Die äußere Erscheinung von Obst ist mitbestimmend für den Wert auf dem Frischmarkt. Bereits kosmetische Schäden führen zu erheblichen Preisabschlägen. Typische Beispiele sind Berostungen und Schalenflecken bei Äpfeln. Beiden Mängeln geht die Bildung mikroskopischer Risse voraus, die zu erhöhtem Wasserverlust und verstärktem Befall mit Fruchtfäuleerregern führt. Neuere Ergebnisse belegen, dass die kontinuierliche Deposition von Kutin und Wachs einen wirksamen Schutzmechanismus vor Dehnung und Rissbildung in der Kutikula auf wachsenden Früchten darstellen kann. Ziel der Untersuchungen ist es, (1) ein experimentelles System zu entwickeln, mit dem an Bäumen unter Feldbedingungen die Deposition von Kutin und Wachs nach Fütterung markierter Fettsäuren bestimmt werden kann, (2) die mit diesem System gemessenen Einbauraten mit solchen, die gravimetrisch im Feld bestimmt wurden, zu vergleichen und (3) die räumliche (radiale) Verteilung der Kutin und Wachsdeposition in der Kutikula zu quantifizieren. Im ersten und zweiten Jahr werden 14C (Labor) und 13C markierte C16 und C18 Fettsäuren (Feld) gefüttert und die Depositionsraten von Kutin und Wachs quantifiziert. In Laborexperimenten wird die Menge an Radioaktivität in der Kutin- und Wachsfraktion quantifiziert und die Behandlungsbedingungen im Hinblick auf maximale Einbauraten optimiert. Im Feld wird der Einbau 13C markierter Vorstufen ermittelt und mit gravimetrisch bestimmten Einbauraten (über einen längeren Zeitraum) verglichen. Schwerpunkt des dritten Jahres ist die Untersuchung potentieller radialer Gradienten in der Deposition von Kutin und Wachs innerhalb der Kutikula. Für diese Untersuchungen werden 13C markierte Fettsäuren im Feld gefüttert, die Kutikulas enzymatisch isoliert und mit Hilfe eines Plasmajets (cold atmospheric pressure plasma, CAPP) vor der massenspektrometrischen Analyse schichtweise abgetragen .Von den Ergebnissen erwarten wir grundsätzliche Erkenntnisse über die Entstehung von Dehnung, Stress und Rissen in der Kutikula expandierender Oberflächen, die enorme Bedeutung für die Oberflächenbeschaffenheit und Gesundheit von Früchten haben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Moritz Knoche; Dr.-Ing. Oliver Schlüter