1.5 Zielsetzungen

SCHUSTER (1996) hatte bei den Circumnutationen von Cardaminopsis arenosa und Arabidopsis thaliana ein breites Schwingungsspektrum gefunden. Er nahm an, dass den verschiedenen Schwingungstypen unterschiedliche Mechanismen zugrunde liegen und dass sie an unterschiedlichen Abschnitten des Hypokotyls entstehen. Er schlug vor, dies in einer ähnlichen Weise zu testen, wie es von BERG und PEACOCK (1992) an Helianthus durchgeführt worden waren. Diese hatten mit Hilfe von Markierungen auf dem Hypokotyl von Sonnenblumen lokale Wachstumsraten registriert und sie als sogenannte "growth landscapes" dargestellt.

Mit dem von SCHUSTER und ENGELMANN (1990) entwickelten System sollten Vorversuche zum Verlauf des Hypokotylwachstums und zur Lokalisation der Circumnutationen durchgeführt werden. Außerdem sollte untersucht werden, ob Expansin am Circumnutationsgeschehen beteiligt ist. Hierzu sollte Expansinlösung an verschiedenen Stellen des Hypokotyls appliziert werden. Daneben sollte auch die Wirkung lokaler Applikationen von Auxinen, Gibberellinen, Auxintransporthemmern und Jasmonsäure auf Circumnutationen geprüft werden.

Um die Vorgänge beim Wachstum und bei Bewegungsvorgängen von Hypokotylen von Arabidopsis und anderen kleinen Pflanzen genauer erfassen zu können, sollte eine geeignete Registrieranlage gebaut werden. Software zur Datenerfassung, Bildverarbeitung und Auswertung musste hierfür entwickelt werden. Bei dem von SCHUSTER (1990) verwendeten System wurden nur reduzierte Daten gespeichert, keine Bilder. Die geplante neue Anlage sollte größere Mengen echter Bilder speichern können. Sie sollte eine hochauflösende Optik besitzen und Stereoaufnahmen ermöglichen.

Im einzelnen sollten mit der Apparatur folgende Fragestellungen genauer geprüft werden:

· Lokalisation und Verlauf der Circumnutationen am Hypokotyl:
- An welchen Stellen des Hypokotyls entstehen Circumnutationen?
- Lässt sich der Mechanismus der Circumnutationen erklären, indem man untersucht, wie und wo sie entstehen und wie sie zeitlich verlaufen?
- Lassen sich aus der Art der Entstehung und aus dem Verlauf Rückschlüsse auf zugrunde liegende Mechanismen ziehen?

· Entstehen Circumnutationen als Folge von Auxinpulsen, die vom Apex ausgehen, oder lokal in den entsprechenden Hypokotylabschnitten? Hierzu sollten Auxine und Auxin-Transport-Inhibitoren lokal an Hypokotylen appliziert werden.

· Wie verläuft das circadiane Wachstum des Hypokotyls?
- Die Lokalisation der bereits von SCHUSTER (1996) beschriebenen circadianen Hypokotylstreckung im Schwachlicht sollte untersucht werden.
- Es sollte geklärt werden, wie Wachstum und Auftreten von Circumnutationen korrelieren.

· Durch lokale Applikation von Cycloheximid an Hypokotylen sollte versucht werden, die Phase des circadianen Wachstums zu verschieben.

· Ist die phototrope Reaktionsfähigkeit von Hypokotylen circadian moduliert?

· Wird die phototrope Reaktionsfähigkeit von Hypokotylen durch lokal appliziertes NPA beeinflusst?

Mit Hilfe von virtuellen Pflanzen sollte die Funktion von Registrieranlage und Auswertesoftware geprüft werden. Weiterhin sollten an virtuellen Pflanzen verschieden Hypothesen überprüft werden, wie Circumnutationen entstehen.