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Potentilleae, Rosaceae)

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Potentilleae, Rosaceae) DIPLOMARBEIT Titel der Diplomarbeit Möglichkeiten und Grenzen des Flow-Cytometric Seed Screens am Beispiel von Potentilla sensu lato (Potentilleae, Rosaceae) verfasst von: Andrea Maria Lückl angestrebter akademischer Grad Magistra der Pharmazie (Mag.pharm.) Wien, 2013 Studienkennzahl laut Studienblatt: A449 Studienrichtung laut Studienblatt: Diplomstudium Pharmazie UniSG Betreuer: Ao. Univ.-Prof. Dr. Johannes Saukel Danksagung An dieser Stelle möchte ich mich bei meinem Diplomarbeitsbetreuer Dr. Christoph Dobeš sehr herzlich bedanken. Ihm danke ich für die interessante Themenstellung, die engagierte und optimale Betreuung sowohl während den praktischen Versuchen als auch während des Schreibens der Diplomarbeit, sein umfassendes Verständnis in jeglicher Hinsicht und seine motivierenden Gespräche während der gesamten Entstehung dieser Arbeit. Ohne seine Hilfe und seine tatkräftige Unterstützung wäre diese Arbeit in dieser Form nicht möglich gewesen. Auch die Forschungsreise in den Apennin war ein unvergessliches Erlebnis, an die ich mich immer gerne erinnern werde. Mein Dank gilt auch Herrn ao. Univ.-Prof. Dr. Johannes Saukel, für die Unterstützung beim Sammeln der Früchtchen, sowie allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der Arbeitsgruppe Pharmakobotanik für das angenehme und hilfsbereite Arbeitsklima. Vor allem Susanne Scheffknecht danke ich für die tatkräftige Hilfe bei jeglichen Problemen mit dem Durchfluss-Zytometer und auch für die Transformation der durchfluss-zytometrischen Daten. Ich möchte auch den Botanischen Gärten Bayreuth und Göttingen und der Universität Guelph Arboretum für die Bereitstellung von Pflanzenmaterial für meine Untersuchungen danken, sowie Barbara Ertter (University of California, Berkeley, USA) und Thomas Gregor (Senckenberg Forschungsinstitut, Deutschland) für die Sammlung von Früchtchen. Mein Dank geht auch an Jiří Soják (Naturhistorisches Museum Prag) und Barbara Ertter für die taxonomische Revision der untersuchten Arten. Außerdem danke ich Eva Temsch (Universität Wien, Austria) für die Bereitstellung und Hilfe beim 2-Parameter-Durchflusszytomter und dem Personal des Grunelius- Möllgaard Labors für die labortechnische Unterstützung. Ein besonders großer Dank gilt meinen Eltern, die mir dieses Studium ermöglicht und stets an mich geglaubt haben, sowie meiner Oma und Tante für die grenzenlose moralische Unterstützung. Besonders danken möchte ich auch meinem Bruder Martin, der mir bei Computerfragen rund um die Uhr zur Seite stand und nie die Geduld dabei verloren hat. 1 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Danksagung ............................................................................................................................................. 1 Inhaltsverzeichnis .................................................................................................................................... 2 Verwendete Abkürzungen und Symbole ................................................................................................. 4 1. Einleitung ............................................................................................................................................ 5 1.1 Generationswechsel und Reproduktion ......................................................................................... 5 1.1.1 Weibliche und männliche Gametophyten............................................................................... 5 1.1.2 Doppelte Befruchtung ............................................................................................................ 6 1.1.3. Apomixis sensu stricto oder Agamospermie ......................................................................... 7 1.2 Flow-Cytometric Seed Screen (FCSS) .......................................................................................... 8 1.3 Die Gattung Potentilla ................................................................................................................. 11 1.3.1 Taxonomie und Phylogenie der Tribus Potentilleae ............................................................. 12 1.3.2 Reproduktive Modi der Samenbildung in der Tribus Potentilleae ....................................... 13 1.3.3 Pharmazeutische Bedeutung ................................................................................................. 14 2. Zielsetzung ........................................................................................................................................ 16 3. Material und Methodik ...................................................................................................................... 16 3.1 Herkunft des Pflanzenmaterials ................................................................................................... 16 3.2 FCSS ............................................................................................................................................ 16 3.2.1 FCSS-Protokoll .................................................................................................................... 18 3.2.2 Einstellungen am Cyflow® Space ........................................................................................ 20 3.2.3 Auswertung .......................................................................................................................... 21 3.2.4 FCSS-Protokoll-Optimierung ............................................................................................... 21 3.3 Bestimmung der Chromosomenzahl ........................................................................................... 22 4. Ergebnisse ......................................................................................................................................... 26 4.1 Erfolg der FCSS .......................................................................................................................... 26 4.2 Beobachtete reproduktive Modi der Samenentstehung ............................................................... 26 4.3 Taxonomische und phylogenetische Verteilung der Reproduktionsmodi ................................... 28 4.4 Chromosomenzahlen und ihre Beziehung zu den Reproduktionsmodi ....................................... 30 5. Diskussion ......................................................................................................................................... 31 5.1 Anwendbarkeit der FCSS in der Tribus Potentilleae................................................................... 31 5.2 Taxonomie und Phylogenie der Reproduktionsmodi in den Potentilleen ................................... 33 6. Zusammenfassung ............................................................................................................................. 35 7. Abstract ............................................................................................................................................. 36 8. Literaturverzeichnis ........................................................................................................................... 37 2 9. Abbildungsverzeichnis ...................................................................................................................... 41 10. Tabellenverzeichnis ......................................................................................................................... 42 11. Anhänge........................................................................................................................................... 43 11.1 Chemikalien und Reagenzien .................................................................................................... 43 11.1.1 Puffer-Lösungen ................................................................................................................. 43 11.1.2 Fluoreszenzfarbstoffe ......................................................................................................... 44 11.1.3 Verwendete Geräte und Laborutensilien ............................................................................ 45 11.2 Herkunft des untersuchten Pflanzenmaterials ........................................................................... 46 11.3 FCM-Messungen ....................................................................................................................... 49 11.4 Ausgewählte Chromosomenzählungen ..................................................................................... 68 12. Lebenslauf ....................................................................................................................................... 73 3 Verwendete Abkürzungen und Symbole Verwendete Abkürzungen und Symbole 2n sporophytische Chromosomenzahl bzw. beziehungsweise ca. circa d.h. das heißt DAPI 4′,6-Diamidin-2-phenylindol DNA Desoxyribonukleinsäure et al. lateinisch et alii = und andere gr. griechisch HEID Herbarium der Universität Heidelberg log Logarithmus leg. lateinisch legit = hat gesammelt min. Minuten m s.m. lateinisch metri supra mare = Meter über dem Meeresspiegel mya million years ago PI Propidiumiodid Ptl Kürzel für Potentilla in Materialnummern PVP Polyvinylpyrrolidon RNA Ribonukleinsäure sensu lato lateinisch im weiteren Sinne sensu stricto lateinisch im strengen Sinne STABW Standardabweichung TRIS Tris(hydroxymethyl)-aminomethan = Trometamol vgl. vergleiche W Herbarium des Naturhistorischen Museums Wien 4 1. Einleitung 1. Einleitung 1.1 Generationswechsel und Reproduktion Unter Generationswechsel versteht man die Abfolge von Entwicklungsabschnitten eines Organismus, welche
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