@phdthesis{Scherling2009,
  author    = {Scherling, Christian},
  title     = {Environmental Metabolomics - Metabolomische Studien zu Biodiversit{\"a}t, ph{\"a}notypischer Plastizit{\"a}t und biotischen Wechselwirkungen von Pflanzen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-32411},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2009},
  abstract  = {Ein genereller Ansatz zur Charakterisierung von biologischen Systemen bietet die Untersuchung des Metaboloms, dessen Analyse als „Metabolomics" bezeichnet wird. "Omics"- Technologien haben das Ziel, ohne Selektionskriterien m{\"o}glichst alle Bestandteile einer biologischen Probe zu detektieren (identifizieren und quantifizieren), um daraus R{\"u}ckschl{\"u}sse auf nicht vorhersehbare und somit neuartige Korrelationen in biologischen Systemen zu ziehen. Ein zentrales Dogma in der Biologie besteht in der Kausalit{\"a}t zwischen Gen - Enzym - Metabolite. Perturbationen auf einer Ebene rufen systemische Antworten hervor, die in einem ver{\"a}nderten Ph{\"a}notyp m{\"u}nden k{\"o}nnen. Metabolite sind die Endprodukte von zellul{\"a}ren regulatorischen Prozessen, deren Abundanz durch die Resonanz auf genetische Modifikationen oder Umwelteinfl{\"u}sse zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Zudem repr{\"a}sentieren Metabolite ultimativ den Ph{\"a}notyp eines Organismus und haben die F{\"a}higkeit als Biomarker zu fungieren. Die integrale Analyse verschiedenster Stoffwechselwegen wie Krebszyklus, Pentosephosphatzyklus oder Calvinzyklus offeriert die Identifikation von metabolischen Mustern. In dieser Arbeit wurden sowohl das targeted Profiling via GC-TOF-MS als auch das untargeted Profiling via GC-TOF-MS und LC-FT-MS als analytische Strategien genutzt, um biologische Systeme anhand ihrer Metabolite zu charakterisieren und um physiologische Muster als Resonanz auf endogene oder exogene Stimuli zu erkennen. Dabei standen die metabolische, ph{\"a}notypische und genotypische Plastizit{\"a}t von Pflanzen im Fokus der Untersuchungen. Metabolische Varianzen eines Ph{\"a}notyps reflektieren die genotyp-abh{\"a}ngige Resonanz des Organismus auf umweltbedingte Parameter (abiotischer und biotischer Stress, Entwicklung) und k{\"o}nnen mit sensitiven Metabolite Profiling Methoden determiniert werden. Diese Anwendungen haben unter anderem auch zum Begriff des „Environmental Metabolomics" gef{\"u}hrt. In Kapitel 2 wurde der Einfluss biotischer Interaktionen von endophytischen Bakterien auf den Metabolismus von Pappelklonen untersucht; Kapitel 3 betrachtet die metabolische Plastizit{\"a}t von Pflanzen im Freiland auf ver{\"a}nderte biotische Interaktionsmuster (Konkurrenz/Diversit{\"a}t/Artenzusammensetzung); Abschließend wurde in Kapitel 4 der Einfluss von spezifischen genetischen Modifikationen an Peroxisomen und den daraus resultierenden ver{\"a}nderten metabolischen Fluss der Photorespiration dargestellt. Aufgrund der sensitiven Analyse- Technik konnten metabolische Ph{\"a}notypen, die nicht zwingend in einen morphologischen Ph{\"a}notyp m{\"u}ndeten, in drei biologischen Systemen identifiziert und in einen stoffwechselphysiologischen Kontext gestellt werden. Die drei untersuchten biologischen Systeme - in vitro- Pappeln, Gr{\"u}nland- Arten (Arrhenatherion-Gesellschaft) und der Modellorganismus (Arabidopsis) - belegten anschaulich die Plastizit{\"a}t des Metabolismus der Arten, welche durch endogene oder exogene Faktoren erzeugt wurden.},
  language  = {de}
}