Module 20-EEC-5 Effects of environmental change on plant chemistry

Nach Abschluss des Moduls verfügen die Studierenden über vertieftes Wissen zu Effekten herausfordernder Umweltbedingungen auf die Entwicklung und den Metabolismus von Pflanzen. Sie verfügen über die Fähigkeit, Experimente zur Untersuchung solcher Bedingungen auf die für die Fitness relevanten Eigenschaften und die Chemie von Pflanzen durchzuführen und verstehen die zugrunde liegenden Mechanismen. Sie kennen die Prinzipien chemisch-analytischer Techniken, darunter Hochleistungsflüssigkeitschromatographie. Darüber hinaus kennen sie die Rolle des Pflanzenmetabolismus bei der Ausbreitung invasiver Arten, bei der Etablierung von Pflanzensymbiosen und bei der Evolution von Pflanzen-Herbivoren-Interaktionen. Sie können komplexe wissenschaftliche Datensätze souverän erheben, bearbeiten, auswerten und präsentieren.

Students possess a profound knowledge of effects of environmental challenges on plant development and metabolism. They possess expertise in performing experiments to examine such effects on plant fitness-related traits and plant chemistry and understand the underlying mechanisms. They know the principles of chemical analytical techniques including high performance liquid chromatography. Further, they know the role of plant chemistry in plant invasions, in the establishment of plant symbioses and in the evolution of plant-herbivore interactions. They sovereignly collect, handle, evaluate and present complex scientific data sets.

Der Metabolismus von Pflanzen ist entscheidend für ihre Fitness und wird durch unterschiedliche Umweltbedingungen beeinflusst. Durch den Klimawandel ändern sich derzeit verschiedene abiotische Faktoren, darunter zählen ein Anstieg der ultravioletten (UV)-B Strahlung, ein vermehrtes Auftreten von Trockenheitsereignissen, und Veränderungen in der Verfügbarkeit von Ressourcen. Diese Faktoren verursachen Änderungen im Metabolismus der Pflanzen durch Veränderungen in der Ressourcenallokation und lösen Signalkaskaden aus, die eine verbesserte Verteidigung der Pflanze sicherstellen. Symbiontische Mikroorganismen können zur Pflanzenernährung beitragen und die Ressourcenallokation und den Metabolismus beeinflussen. In diesem Modul werden die Antworten des pflanzlichen Metabolismus auf UV-Licht, Trockenheit und sich ändernde Nährstoffverfügbarkeit in An- und Abwesenheit symbiontischer Mikroorganismen untersucht. Profile primärer und sekundärer Metaboliten werden erstellt und Enzymaktivitäten gemessen. Darüber hinaus werden die Effekte von Pflanzeninvasionen auf die Chemieder Pflanzen und ihre Interaktionen mit der Umwelt diskutiert. Eine eintägige Exkursion zu einer in diesem Themenfeld tätigen Firma bietet einen Einblick in mögliche Berufsfelder.

Plant metabolism is decisive for plant fitness and influenced by various environmental challenges. Due to climate change, various abiotic factors are currently drastically changing, including increases in ultraviolet (UV) B radiation, drought events and fertilisation. These factors cause changes in plant metabolism by modulating resource allocation and inducing signaling cascades leading to enhanced plant protection. Symbiotic microorganisms may contribute to plant nutrition, affecting thus resource allocation and plant metabolism. In this course, responses of plant metabolism to UV light, drought and varying nutrient availability are investigated in the absence or presence of symbiotic microorganisms. Metabolite profiling of primary and specialised metabolites is applied and enzyme activities are measured. Furthermore, effects of plant invasions on plant chemicals and environmental interactions are discussed. A one-day excursion to a topic-related company offers insights into potential future job options.

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