Forschungspraktukum zu chemischen Interaktionen zwischen Pflanzen und Insekten (Wahl Ökologie/Umweltmanagement) - Cheatsheet.pdf

Pflanzliche Sekundärmetaboliten und deren Rolle in der Insektenabwehr

Definition:

Sekundärmetaboliten: Chemische Verbindungen, in Pflanzen produziert, nicht direkt am Wachstum/Entwicklung beteiligt, Schutz gegen biotische/abiotische Stressoren (z.B. Insekten).

Details:

• Hauptklassen: Alkaloide, Terpenoide, Phenole.
• Mechanismen: Toxizität, Verdauungsinhibitoren, Wachstumsstörungen.
• Induzierbare Verteidigung: Synthese nach Insektenbefall.
• Synergistische Effekte: Kombination mehrerer Metaboliten zur Maximierung der Wirkung.
• Evolutionäre Anpassung: Entwicklung spezifischer Metaboliten in Reaktion auf Insektenbefall.

Untersuchung von Insekt-pheromonen und deren Einfluss auf pflanzliche Reaktionen

Definition:

Untersuchung der chemischen Kommunikationsmittel zwischen Insekten und Pflanzen sowie deren Auswirkungen auf pflanzliche Abwehrmechanismen.

Details:

• Pheromone: Chemische Signale, die Verhalten/Physiologie beeinflussen
• Insekten-Pheromone: Beeinflussen Pflanzenabwehr
• Effekte: Induktion von Abwehrstoffen, Änderung des Wachstums
• Bedeutung: Nachhaltiger Pflanzenschutz, biologische Schädlingsbekämpfung
• Methoden: GC-MS, EAG, Bioassays

Laboranalysen zur Identifizierung und Quantifizierung chemischer Stoffe

Definition:

Laboranalysen zur Identifizierung und Quantifizierung chemischer Stoffe sind Messmethoden zur Bestimmung der Anwesenheit und Menge bestimmter Substanzen in Proben.

Details:

• Chromatographie: Trennung der Stoffe in einer Probe
• Massenspektrometrie: Bestimmung der Molekülmasse und Struktur
• Spektroskopie: Analyse der Wechselwirkung von Licht mit Materie (z.B. UV/VIS, IR)
• Titration: Quantitative Bestimmung durch Reaktionsvolumenmessung
• Kalibrierung: Korrektur der Messabweichungen durch bekannte Standards
• Probenvorbereitung: Zerkleinerung, Extraktion, Filtration
• Dokumentation: Erfassung und Auswertung der Analyseergebnisse
• Sicherheitsmaßnahmen: Verwendung persönlicher Schutzausrüstung und Einhaltung der Laborsicherheitsrichtlinien

Einführung in ökologische Statistiken und Versuchsplanung

Definition:

Ökologische Statistiken und Versuchsplanung verwenden statistische Methoden zur Analyse ökologischer Daten und zur Planung von Experimenten, um valide und reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen.

Details:

• Theorie und Anwendung statistischer Tests: t-Test, ANOVA, chi^2-Test, Korrelationsanalyse
• Grundlagen der Versuchsplanung: Zufallsstichprobennahme, Blockdesigns, Faktorielle Designs
• Anwendung statistischer Software (z.B. R) zur Datenanalyse
• Interpretation und Präsentation von Ergebnissen, z.B. P-Wert, Konfidenzintervall
• Beachtung von Fehlerquellen und Vermeidung systematischer Verzerrungen
• Beispiele für ökologisch relevante Fragestellungen und Experimente

Verwendung von Feldmethoden zur Sammlung von Daten zu chemischen Interaktionen

Definition:

Verwendung von Feldmethoden zur Sammlung von Daten zu chemischen Interaktionen - Methoden zur Untersuchung von Pflanzen-Insekten-Interaktionen im Feld.

Details:

• Direkte Beobachtung von Wechselwirkungen.
• Probenahme von Pflanzen- und Insektenmaterial für Labortests.
• Analyse von Duftstoffen und Sekundärmetaboliten.
• Nutzung von Fallen und Lockstoffen zur Insektenprobenahme.
• Installierung von Sensoren und Messgeräten im Feld.
• Datenverwaltung: GPS-Koordinaten, Wetterdaten, Habitatbeschreibungen.

Einführung in statistische Software wie R und Python zur Datenanalyse

Definition:

Einführung in R und Python zur Datenanalyse - grundlegende Werkzeuge für statistische Auswertungen und Datenvisualisierung.

Details:

• Installation und Einrichtung von R und Python
• Basisdatenstrukturen: Vektoren, Matrizen, Datenrahmen in R, Listen und Pandas-Datenrahmen in Python
• Fundamentale statistische Funktionen und Pakete (R: dplyr, ggplot2; Python: numpy, pandas, matplotlib)
• Datenimport/-export (CSV, Excel, SQL-Datenbanken)
• Einfache Datenmanipulationen (Filtern, Aggregieren, Transformieren)
• Statistische Tests und Modelle (z.B. t-Test, ANOVA, lineare Regression)
• Datenvisualisierungstechniken
• Projektmanagement und Reproduzierbarkeit (z.B. Jupyter Notebooks, RMarkdown)

Planung und Durchführung von Experimenten zur chemischen Kommunikation

Definition:

Planung und Durchführung von Experimenten zur chemischen Kommunikation erforschen, wie Pflanzen und Insekten chemische Signale verwenden. Erforderlich für die Untersuchung ökologischer Interaktionen.

Details:

• Hypothese erstellen: Frage formulieren, die das Experiment beantworten soll.
• Literaturrecherche: Bestehende Studien und Daten analysieren.
• Experimentelles Design: Auswahl der Versuchspflanzen und Insekten, Festlegung von Kontrollen und Variablen.
• Probenahme: Sammlung von Pflanzensekreten und Insektensignalen.
• Analyse: Einsatz von Techniken wie Gaschromatographie (GC) und Massenspektrometrie (MS).
• Datenauswertung: Statistische Methoden zur Interpretation der Ergebnisse.
• Dokumentation und Berichterstattung: Ergebnisse schriftlich festhalten und präsentieren.

Techniken der Probenvorbereitung und -analyse

Definition:

Methoden zur Vorbereitung und Analyse von Proben in der Forschung zu chemischen Interaktionen zwischen Pflanzen und Insekten: Probenahme, Verarbeitung, analytische Technologien.

Details:

• Probenahme: Sammeln von Pflanzen- und Insektenproben, häufige Methoden: Fallen, Netzfang, Handprobe.
• Verarbeitung: Trocknen, Zerkleinern, Extraktion von relevanten Verbindungen (z.B. mittels Lösungsmittel oder Destillation).
• Analytische Technologien:
  • GC-MS (Gaschromatographie-Massenspektrometrie) zur Trennung und Identifikation flüchtiger Verbindungen.
  • HPLC (Hochleistungsflüssigkeitschromatographie) zur Identifikation und Quantifizierung nicht-flüchtiger Verbindungen.
  • Spektroskopiemethoden, z.B. NMR, zur Strukturaufklärung von Molekülen.
• Datenanalyse: Auswertung der Ergebnisse mittels spezialisierter Software (z.B. für Chromatogramme und Spektren), statistische Analyse der Variation und Korrelation.