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Biophysikalische Analyse, Dr. Joachim Fisahn
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Biophysikalische Analyse, Dr. Joachim Fisahn

In der Arbeitsgruppe um Dr. Joachim Fisahn, werden verschiedene Methoden eingesetzt, um ein detailliertes Verständnis der Prozesse zu erlangen, welche die Photosynthese regeln und beeinflussen. In den Primärprozessen der Photosynthese wird Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt und Sauerstoff freigesetzt. Die absorbierte Lichtenergie kann mittels verschiedener Chlorophyllfluoreszenzmessmethoden erfasst und quantifiziert werden. Hier werden in zunehmendem Maße moderne bildgebende Verfahren eingesetzt, die eine räumliche Auflösung der Photosynthesekapazität, etwa über die gesamte Fläche eines Blattes ermöglichen. Mit derartigen Methoden lassen sich bereits in sehr frühen Stadien Schädigungen des Photosyntheseapparates erkennen, die durch verschiedene abiotische und biotische Stressoren hervorgerufen wurden. Um die in der Photosynthese freigesetzten, intrazellulären Sauerstoffmengen zu erfassen, wurde erfolgreich eine neue Methode entwickelt, die auf dem Einsatz von sauerstoffsensitiven Mikrobeads (Nanopartikel, die Sauerstoff nachweisen) beruht.

Im Calvinzyklus wird die Energie aus den Primärprozessen benutzt, um Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu fixieren. Diese Fixierung führt zur Biosynthese verschiedener Kohlenhydrate in der Pflanze. Die Menge des aus der Atmosphäre aufgenommenen Kohlendioxids kann durch Infrarotgasanalysatoren erfasst werden. Derartige Untersuchungen geben Aufschluss über Stoffwechselflüsse und Photosynthesekapazitäten eines Blattes, aber ebenso erlauben sie die Erfassung der Öffnungszustände der Schließzellen. Erforschung und Identifikation der Faktoren, die Leitwerte der Schließzellen modifizieren, wird langfristig zur Entwicklung von Konzepten führen, die eine Steigerung der CO2 -Aufnahmeraten ermöglichen.

Außerdem werden Untersuchungen auf der Ebene einzelner Zellen durchgeführt. Die Zellinhalte einzelner Epidermis-, Basal- und Trichomzellen werden dazu durch Glasmikrokapillaren extrahiert und anschließend verschiedensten Analysemethoden unterworfen. Genexpressions-, Protein- und Metabolitenprofile von Epidermiszellen stehen derzeit im Vordergrund des Interesses. Die erzielten Resultate werden Aussagen über die spezifischen Aufgaben der verschiedenen Epidermiszellen gewähren.


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