@phdthesis{Wriedt2004,
  author    = {Wriedt, Gunter},
  title     = {Modelling of nitrogen transport and turnover during soil and groundwater passage in a small lowland catchment of Northern Germany},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001307},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Stoffumsatzreaktionen und hydraulische Prozesse im Boden und Grundwasser k{\"o}nnen in Tieflandeinzugsgebieten zu einer Nitratretention f{\"u}hren. Die Untersuchung dieser Prozesse in Raum und Zeit kann mit Hilfe geeigneter Modelle erfolgen. Ziele dieser Arbeit sind: i) die Entwicklung eines geeigneten Modellansatzes durch Kombination von Teilmodellen zur Simulation des N-Transportes im Boden und Grundwasser von Tieflandeinzugsgebieten und ii) die Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen Gebietseigenschaften und N-Transport unter besonderer Ber{\"u}cksichtigung der potentiellen N-Zufuhr in die Oberfl{\"a}chengew{\"a}sser. Der Modellansatz basiert auf der Kombination verschiedener Teilmodelle: das Bodenwasser- und -stickstoffmodell mRISK-N, das Grundwassermodell MODFLOW und das Stofftransportmodell RT3D. Zur Untersuchung der Wechselwirkungen mit den Gebietseigenschaften muss die Verteilung und Verf{\"u}gbarkeit von Reaktionspartnern ber{\"u}cksichtigt werden. Dazu wurde ein Reaktionsmodul entwickelt, welches chemische Prozesse im Grundwasser simuliert. Hierzu geh{\"o}ren die Mineralisation organischer Substanz durch Sauerstoff, Nitrat und Sulfat sowie die Pyritoxidation durch Sauerstoff und Nitrat. Der Modellansatz wurde in verschiedenen Einzelstudien angewandt, wobei jeweils bestimmte Teilmodelle im Vordergrund stehen. Alle Modellstudien basieren auf Daten aus dem Schaugrabeneinzugsgebiet (ca. 25 km\&\#178;), in der N{\"a}he von Osterburg(Altmark) im Norden Sachsen-Anhalts. Die folgenden Einzelstudien wurden durchgef{\"u}hrt: i) Evaluation des Bodenmodells anhand von Lysimeterdaten, ii) Modellierung eines Tracerexperimentes im Feldmaßstab als eine erste Anwendung des Reaktionsmoduls, iii) Untersuchung hydraulisch-chemischer Wechselwirkungen an einem 2D-Grundwassertransekt, iv) Fl{\"a}chenverteilte Modellierung von Grundwasserneubildung und Bodenstickstoffaustrag im Untersuchungsgebiet als Eingangsdaten f{\"u}r nachfolgende Grundwassersimulationen, und v) Untersuchung der Ausbreitung von Nitrat im Grundwasser und des Durchbruchs in die Oberfl{\"a}chengew{\"a}sser im Untersuchungsgebiet auf Basis einer 3D-Modellierung von Grundwasserstr{\"o}mung und reaktivem Stofftransport. Die Modellstudien zeigen, dass der Modellansatz geeignet ist, die Wechselwirkungen zwischen Stofftransport und \–umsatz und den hydraulisch-chemischen Gebietseigenschaften zu modellieren. Die Ausbreitung von Nitrat im Sediment wird wesentlich von der Verf{\"u}gbarkeit reaktiver Substanzen sowie der Verweilzeit im Grundwasserleiter bestimmt. Bei der Simulation des Untersuchungsgebietes wurde erst nach 70 Jahren eine der gegebenen Eintragssitutation entsprechende Nitratkonzentration im Grundwasserzustrom zum Grabensystem erreicht (konservativer Transport). Die Ber{\"u}cksichtigung von reaktivem Stofftransport f{\"u}hrt zu einer deutlichen Reduktion der Nitratkonzentrationen. Die Modellergebnisse zeigen, dass der Grundwasserzustrom die beobachtete Nitratbelastung im Grabensystem nicht erkl{\"a}ren kann, da der Großteil des Nitrates durch Denitrifikation verloren geht. Andere Quellen, wie direkte Eintr{\"a}ge oder Dr{\"a}nagenzufl{\"u}sse m{\"u}ssen ebenfalls in Betracht gezogen werden. Die Prognosef{\"a}higkeit des Modells f{\"u}r das Untersuchungsgebiet wird durch die Datenunsicherheiten und die Sch{\"a}tzung der Modellparameter eingeschr{\"a}nkt. Dennoch ist der Modellansatz eine wertvolle Hilfe bei der Identifizierung von belastungsrelevanten Teilfl{\"a}chen (Stoffquellen und -senken) sowie bei der Modellierung der Auswirkungen von Managementmaßnahmen oder Landnutzungsver{\"a}nderungen auf Grundlage von Szenario-Simulationen. Der Modellansatz unterst{\"u}tzt auch die Interpretation von Beobachtungsdaten, da so die lokalen Informationen in einen r{\"a}umlichen und zeitlichen Zusammenhang gestellt werden k{\"o}nnen.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Fritz2006,
  author    = {Fritz, Christina},
  title     = {Der Einfluß des prim{\"a}ren Stickstoffstoffwechsels auf den Aminos{\"a}ure- und Sekund{\"a}rstoffwechsel in Nicotiana tabacum L.},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-13322},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2006},
  abstract  = {Es ist bekannt, dass {\"A}nderungen im Kohlenstoff- bzw. Stickstoffstaus der Pflanzen zu einer parallelen statt reziproken {\"A}nderung der kohlenstoff- und stickstoffhaltigen Prim{\"a}rmetabolite f{\"u}hren. Unter diesem Gesichtspunkt wurden in der vorliegenden Arbeit der Aminos{\"a}urestoffwechsel und der Sekund{\"a}rstoffwechsel unter reduzierten Stickstoffbedingungen untersucht. Zur Beeinflussung des Stickstoffstoffwechsels wurden nitratmangelern{\"a}hrte Tabakwildtyppflanzen und Genotypen mit unterschiedlich stark reduzierter Nitratreduktase-Aktivit{\"a}t verwendet. Dieses experimentelle System erlaubt zus{\"a}tzlich durch den Vergleich Nitrat defizienter Wildtyppflanzen mit Nitrat akkumulierenden NIA-Transformanten Prozesse zu identifizieren, die durch Nitrat gesteuert werden. Die Analysen der Prim{\"a}r- und Sekund{\"a}rmetabolite wurde in allen Genotypen diurnal durchgef{\"u}hrt, um auch tageszeitlich abh{\"a}ngige Prozesse zu identifizieren. Die Analyse der absoluten Gehalte aller individuellen Aminos{\"a}uren enth{\"u}llte bei den meisten erstaunlich stabile diurnale Muster mit einem Anstieg w{\"a}hrend des Tages und einem Abfall in der Nacht in Wildtyppflanzen gewachsen mit ausreichend Nitrat. Dieses Ergebnis legt die Schlussfolgerung nahe, dass die Biosynthese der Aminos{\"a}uren koordiniert abl{\"a}uft. In Pflanzen mit reduziertem Stickstoffstatus haben diese diurnalen Muster jedoch keinen Bestand. Die Kombination des erzeugten stickstoffbasierten Aminos{\"a}uredatensatz in Kombination mit einem bereits erzeugten Aminos{\"a}uredatensatz unter kohlenstofflimitierten Bedingungen von Matt et al. (2002) f{\"u}hrte durch Hauptkomponentenanalyse (PCA) und Korrelationsanalyse zu dem Ergebnis, dass die Hypothese nach einer koordinierten Aminos{\"a}urebiosynthese nicht allgemeine G{\"u}ltigkeit hat. Die PCA identifizierte Glutamin, Glutamat, Aspartat, Glycin, Pheny-lalanin und Threonin als Faktoren, die den Datens{\"a}tzen ihre charakteristische Eigenschaft und deren Varianz verleihen. Die Korrelationsanalyse zeigte, dass die sehr guten Korrelationen der individuellen Aminos{\"a}uren untereinander in reduzierten Stickstoff- und Kohlenstoffbedingungen sich verschlechtern. Das Verh{\"a}ltnis einer einzelnen Aminos{\"a}ure relativ zu den anderen f{\"u}hrte zur Identifizierung einiger Aminos{\"a}uren, die individuelle Antworten auf Stickstoff- und/oder Kohlenstoffstatus zeigen, und/oder speziell auf Nitrat, Licht und/oder den E-nergiestatus der Thylakoidmembran. Glutamat beispielsweise verh{\"a}lt sich in den meisten Situationen stabil, Phenylalanin dagegen zeigt in jeder physiologischen Situation eine individuelle Antwort. Die Ergebnisse dieser Arbeit f{\"u}hren zu einer Erweiterung der Hypothese einer koordinierten Synthese der Aminos{\"a}uren dahingehend, dass diese nicht generell f{\"u}r alle Aminos{\"a}uren angenommen werden kann. Es gibt einige Aminos{\"a}uren deren, Anteile sich situationsbedingt anpassen. Die Reduktion des Stickstoffstatus in nitratmangelern{\"a}hrten Tabakwildtyppflanzen f{\"u}hrte zu der, nach der „Carbon-Nutrient-Balance" Hypothese erwarteten Verlagerung der kohlenstoffreichen Phenylpropanoide und des stickstoffreichen Nikotins. Die Erh{\"o}hung der Phenylpropanoidgehalte war nicht in der Nitrat akkumulierenden NIA-Transformante zu beobachten und somit konnte Nitrat als regulatorisches Element identifiziert werden. Ein Einfluss der Vorl{\"a}ufermetabolite konnte ausgeschlossen werden, da sowohl nitratmangelern{\"a}hrter Wildtyp als auch die Nitrat akkumulierende NIA-Transformante {\"a}hnliche Gehalte dieser aufwiesen. Genexpressionsanalysen {\"u}ber Mikroarray-Hybridisierung und quantitative RT-PCR zeigten, dass Nitrat durch noch nicht gekl{\"a}rte Mechanismen Einfluss auf die Expression einiger Gene nimmt, die dem Phenylpropanoidstoffwechsels zugeordnet sind. Aus der Arbeit hervorgegangene Ver{\"o}ffentlichungen: Christina Fritz, Natalia Palacios-Rojas, Regina Feil und Mark Stitt (2006) Regulation of Secondary Metabolism by the Carbon-Nitrogen Status in Tobacco: Nitrate Inhibits Large Sectors of Phenylpropanoid Metabolism. Plant Journal 46, 533 - 548 Christina Fritz, Petra Matt, Cathrin M{\"u}ller, Regina Feil und Mark Stitt (2006) Impact of the Carbon-Nitrogen Status on the Amino Acid Profile in Tobacco Source Leaves. Plant, Cell and Environment 29 (11), 2009 - 2111},
  language  = {de}
}
@phdthesis{CastroMarin2007,
  author    = {Castro Marin, Inmaculada},
  title     = {Nitrate: metabolism and development},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-18827},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2007},
  abstract  = {The major aim of this thesis was to study the effect of nitrate on primary metabolism and in development of the model plant Arabidopsis thaliana. The present work has two separate topics. First, to investigate the GDH family, a small gene family at the interface between nitrogen and carbon metabolisms. Second, to investigate the mechanisms whereby nitrogen is regulating the transition to flowering time in Arabidopsis thaliana. To gain more insights into the regulation of primary metabolism by the functional characterization of the glutamate dehydrogenase (GDH) family, an enzyme putatively involved in the metabolism of amino acids and thus suggested to play different and essential roles in carbon and nitrogen metabolism in plants, knock out mutants and transgenic plants carrying RNA interference construct were generated and characterized. The effect of silencing GDH on carbon and nitrogen metabolisms was investigated, especially the level of carbohydrates and the amino acid pool were further analysed. It has been shown that GDH expression is regulated by light and/or sugar status therefore, phenotypic and metabolic analysis were developed in plants grown at different points of the diurnal rhythm and in response to an extended night period. In addition, we are interested in the effect of nutrient availability in the transition from vegetative growth to flowering and especially in nitrate as a metabolite that triggers widespread and coordinated changes in metabolism and development. Nutrient availability has a dramatic effect on flowering time, with a marked delay of flowering when nitrate is supplied (Stitt, 1999). The use of different mutants and transgenic plants impaired in flowering signalling pathways was crucial to evaluate the impact of different nitrate concentrations on flowering time and to better understand the interaction of nitrate-dependent signals with other main flowering signalling pathways. Plants were grown on glutamine as a constitutive source of nitrogen, and the nitrate supply varied. Low nitrate led to earlier flowering. The response to nitrate is accentuated in short days and in the CONSTANS deficient co2 mutant, whereas long days or overexpression of CONSTANS overrides the nitrate response. These results indicate that nitrates acts downstream of the known flowering signalling pathways for photoperiod, autonomy, vernalization and gibberellic acid. Global analyses of gene expression of two independent flowering systems, a light impaired mutant (co2tt4) and a constitutive over-expresser of the potent repressor of flowering (35S::FLC), were to be investigated under two different concentrations of nitrate in order to identify candidate genes that may be involved in the regulation of flowering time by nitrate.},
  language  = {en}
}