Thema 3: Auswirkungen auf Pflanzen, Tiere und ÖkosystemeEmpfehlungen für die künstliche oder natürliche Verjüngung vonBuchenbeständen zu geben.Trockenstress, Blattaustrieb, genetische Diversität, KandidatengeneEuropean beech (Fagus sylvatica L.) along a precipitationgradient: effects on anatomical, physiological and molecularfeatures of woodNguyen Ngoc Quynh 1) , Andrea Polle 1) , Caroline Carsjens 1) ,Dennis Janz 2) , Gertrud Lohaus 3)1)Georg-August-Universität Göttingen, Fakultät für Forstwissenschaftenund Waldökologie, Büsgen-Institut, Abteilung Forstbotanik und Baumphysiologie2)Bergische Universität Wuppertal, Molekulare Pflanzenwissenschaften3)Bergische Universität Wupptertal, Biochemie der PflanzeDue to the drought sensitivity of European beech, it is expectedthat physiological performance, growth and competitive ability ofthe species will be negatively affected by climate change withdrastic consequences for current forests. However, beech forestscan already be found to date on sites with low precipitation whichmay indicate that acclimation is possible within certain limits.Since water transport in functional xylem is central to tree adaptationto dry conditions, the main objectives of our project were (i)the characterization of the anatomical features of European beechand (ii) the underlying molecular mechanisms to cope with lowprecipitation. Samples were taken from three sites in Lower Saxonyand Saxony–Anhalt, Germany, which are different in the longtermmean annual precipitation (Unterlüss (800 mm), Göhrde (600mmm) and Calvörde (550 mm)). Growth and anatomical woodproperties were analyzed in secondary xylem.During the period from 2007 – 2012, radial growth of beech onsites with high precipitation was significantly higher than that ondry sites. In years with low precipitation the annual rings showedhigher numbers of vessels and smaller vessel lumina on all studysites (latewood, transition wood and earlywood) than in years withhigh precipitation. The latewood in the driest site displayed a significantlythicker fibre wall than in the wettest site. Other anatomi-107
Thema 3: Auswirkungen auf Pflanzen, Tiere und Ökosystemecal features such as fibre frequency, fibre lumina, thickness ofvessel walls, cell wall area were unaffected by precipitation. Lowprecipitation was furthermore related to a remarkable increase inthe latewood δ13C of beech trees (increase of isotope 13 C concentration).To show the importance of tree nutritions for wood formation aminoacid contents in cambium tissues were measured. Aspartic,glutamic and asparagine acids are dominated in the amino – Npool of cambium tissues of beech wood during June and August.The asparagine content, a transport compound of nitrogen, decreasedfrom June to August, whereas both glutamic aand asparticacids levels were unaffected by seasonal changes.To get insight into the molecular background of wood formationduring the course of a year, we performed RNA sequencing (RNA-Seq) of samples from the above described site Calvörde: cambiumtissue of four harvests during the year 2010 (April, June, Augustand October) was analyzed. Differentially expressed genes relatedto wood formation have been chosen from this data and primerswere designed. Those genes have been then tested by quantitativeReal-time PCR during the course of several years (2009-2012) andon the different sites.In summary, years or sites with low precipitation result in changesof some anatomical features (radial growth rate, vessel numberand vessel lumina) which can be related to tree nutrition (carbonisotope composition (δ13C) and amino acid compounds) as well asto gene expression of beech trees.Beech, precipitation gradient, wood formation, climate changeAuswirkungen von extremen Wetterperioden auf Getreideblattläuseund natürliche GegenspielerHans-Michael Poehling, Nicole Buttelmann, Rasmia Al-Moalem,Rainer MeyhöferLeibniz Universität Hannover, Institut für PflanzenkrankheitenExtreme Wetterperioden hinsichtlich Temperatur und Trockenheitwurden in Klimakammern simuliert und die Reaktionen von Sitobionavenae sowie der natürlichen Gegenspieler Episyrphus balteatusund Aphidius rhopalosiphi untersucht.108
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