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Wie wird die Chemodiversität bei Populus nigra durch Antagonisten beeinflusst und wie wirkt sie sich auf die Artenzusammensetzung von Arthropoden und Mikroorganismen aus?

Populus nigra ist eine in Auwäldern heimische, zweihäusige Baumart. Sie produziert eine Vielfalt von Duftstoffen, insbesondere, wenn sie von Herbivoren angegriffen wird. In der ersten Förderperiode war es unser Ziel, die chemische Vielfalt in Blättern unterschiedlicher Höhen der Baumkronen männlicher und weiblicher P. nigra Bäume zu charakterisieren. Es zeigten sich große Unterschiede in den chemischen Eigenschaften der Blätter sowohl in Bezug auf das Geschlecht als auch auf die Höhe innerhalb der Krone. Die chemischen Eigenschaften könnten sich aufgrund der starken Heterogenität abiotischer und biotischer Faktoren innerhalb der Baumkrone sowie aufgrund von Unterschieden in den Ressourcenallokationsmustern zwischen männlichen und weiblichen Bäumen unterscheiden. Im Gewächshausexperiment prüfen wir nun, ob diese höhen- und geschlechtsspezifischen Unterschiede in der Blattchemie adulter Bäume auch bei jungen Bäumen unter kontrollierten Gewächshausbedingungen bestehen bleiben, die aus Steckhölzern gezogen wurden, welche in verschiedenen Höhen der Krone geschnitten wurden. Weitere Analysen werden zeigen, ob die Heterogenität chemischer Eigenschaften der Blätter ausgewachsener Bäume Auswirkungen auf die Schädigung durch Herbivore oder pathogene Pilze hat. Es gibt derzeit kaum Kenntnisse darüber, wie sich die chemische Vielfalt auf die Ansammlung von Arthropoden und Mikroben in Bäumen auswirkt.

In der zweiten Förderperiode will ich (mit P2) jahreszeitliche Verläufe der Chemodiversität in männlichen und weiblichen Bäumen aus drei verschiedenen Herkünften in Deutschland untersuchen, die in einem Gemeinschaftsgarten wachsen. Bei diesen Bäumen werde ich auch die Auswirkungen der Chemodiversität auf die Assemblierung von Arthropoden (mit SP7) und Mikroben untersuchen. Herbivore Insekten und Mikroben beeinflussen aktiv die Chemodiversität in P. nigra, indem sie metabolische Veränderungen als Abwehrreaktion hervorrufen. Wie sich der gleichzeitige Befall verschiedener Antagonisten auf die Chemodiversität auswirkt, ist derzeit kaum bekannt. Daher werde ich in einer kontrollierten Gewächshausstudie untersuchen, wie sich einzelne und kombinierte Angriffe von Antagonisten unter- und oberirdisch auf die Chemodiversität verschiedener Organe von P. nigra auswirken, um die Divergenz phytochemischer Profile im Freiland besser zu verstehen. Die organspezifische Chemodiversität werden wir über alle Arten hinweg vergleichen (P2-P7). Die Metabolitendaten meiner Studie werden von P9 (virtuelle Populus) und P10 genutzt und liefern relevante Informationen über die in P4, P5 und P8 untersuchte Induzierbarkeit von Terpenoiden. Im gemeinsamen Chemodiversität-Plastizität-Experiment werden wir die Reaktion chemisch divergenter P. nigra Genotypen auf Trockenheit und Herbivorie untersuchen.