Untersuchung der Aufnahme und Translokation von C und N in ...

Ansätze zur Markierung der C- und N-Aufnahme von Pflanzen 13
13 C
Pulse-chase-Experimente mit dem stabilen Isotop 13 C (YONEYAMA et al. 1980, MORDACQ et al.
1986, CLIQUET et al. 1990, VIVIN & GUEHL 1997) haben den Vorteil, daß die Handhabung des
Markers genauso wie das der markierten Substanz völlig unproblematisch ist und auch Freilandexperimente
möglich sind. Allerdings ist die Meßtechnik (Massenspektrometer, vgl. Kap. 3.3.1)
relativ teuer, und es sind nur destruktive Messungen möglich. Als Marker wird sowohl hochangereichertes
CO2 (MORDACQ et al. 1986, 23% 13 C) als auch niedrig angereichertes CO2 (δ 13 C = 170-
350 ‰, DELÉENS et al. 1983, CLIQUET et al. 1990, VIVIN et al. 1996a) verwendet.
Sowohl mit 14 C- als auch 13 C-pulse-chase-Experimenten kann quantitative Information gewonnen
werden. Hierzu muß die Menge des aufgenommenen Tracers bekannt sein. Dies kann
entweder darüber erreicht werden, daß man die aus der Kammer ausströmende Luft durch eine
Laugenfalle leitet und somit die Menge des nichtaufgenommenen Tracers bestimmt, oder dadurch,
daß man sicherstellt, daß die Pflanze den gesamten eingesetzen Tracer aufnimmt. Dazu
wird entweder nach dem Markierungspuls so lange atmosphärisches (unmarkiertes) CO2 in die
Kammer dosiert, bis die Konzentration des Tracers nicht mehr nachweisbar ist (KAJJI et al. 1993),
oder die CO2-Dosierung wird nach der Tracerzugabe bis zum Erreichen des CO2- Kompensationspunktes, d. h. bis die Pflanze sämtliches CO2 aufgenommen hat, gestoppt
(MORDACQ et al. 1986).
2.3.2.2 Langzeitmarkierung
Langzeitmarkierungen ermöglichen längerfristige quantitative Untersuchungen über Aufnahme
und Translokationsprozesse und erlauben die Aufstellung von Massenbilanzen. Sie sind möglich
mit langlebigen radioaktiven ( 14 C) oder mit stabilen Isotopen ( 13 C).
14 C
Die Langzeitmarkierung mit 14 C (BILLÈS et al. 1993) hat den Vorteil der einfachen und nichtdestruktiven
Messung (auch während des Versuches). Allerdings treffen hier die o. g. Nachteile in
besonderem Maße zu: vor allem bei langen Expositionszeiten ist eine hermetische Abdichtung
der Expositionskammern elementar.
13 C
Aufgrund der hohen Kosten des 13 C-markierten CO2 werden Langzeitmarkierungen mit Tracern
meist nahe der natürlichen Abundanzen durchgeführt. Dadurch spielen aber Diskriminierungseffekte
während der Aufnahme des CO2 durch die Pflanzen eine Rolle für die Markierungs-