@phdthesis{Koerner2025, author = {K{\"o}rner, Tobias}, title = {Effects of Thermopriming on Resilience to Subsequent Stress Conditions in Tomato (Solanum lycopersicum L.)}, volume = {2025}, edition = {1. Auflage}, publisher = {Hochschule Geisenheim}, address = {Geisenheim}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:2083-1027}, school = {Hochschule Geisenheim University}, pages = {2 -- 116}, year = {2025}, abstract = {Die zunehmende H{\"a}ufigkeit von Hitzewellen und anderen extremen Wetterereignissen bedroht die Ernten weltweit. Herk{\"o}mmliche Anbaumethoden sind nur begrenzt an diese klimatischen Ver{\"a}nderungen angepasst. Daher sind innovative Ans{\"a}tze gefragt, um die Stressresilienz unserer Nutzpflanzen nachhaltig zu erh{\"o}hen. Ein solcher Ansatz ist das Thermopriming, bei dem Pflanzen kontrolliertem Hitzestress ausgesetzt werden. Dieser f{\"u}hrt zur Anreicherung sch{\"u}tzender Pflanzeninhaltsstoffe und verbessert somit die Resilienz der Pflanzen gegen{\"u}ber zuk{\"u}nftigen Stressbedingungen. Diese Dissertation gibt Einblicke in optimierte Thermopriming-Bedingungen f{\"u}r Tomatenjungpflanzen und die langfristigen Auswirkungen von Thermopriming auf Pflanzenwachstum, -entwicklung und -ertrag und schließt damit eine L{\"u}cke in einem bisher wenig untersuchten Forschungsgebiet. Das erste Kapitel konzentriert sich auf die Optimierung des Thermopriming-Regimes, um die Stressresilienz bei Tomatenjungpflanzen zu erh{\"o}hen und gleichzeitig Wachstumshemmungen zu minimieren. Die Experimente zeigten, dass 90-min{\"u}tiges Thermopriming den besten Kompromiss zwischen der Erh{\"o}hung der Flavonolanreicherung in den Bl{\"a}ttern und der Verringerung von Wachstumsverlusten bietet. Diese Ergebnisse zeigen, dass Thermopriming eine praktikable Methode zur Integration in die gartenbauliche Pflanzenproduktion ist, um die langfristige Stressresilienz dieser Modellpflanze zu erh{\"o}hen und die negativen Auswirkungen des Klimawandels zu mildern. Das zweite Kapitel konzentriert sich darauf, wie Thermopriming die Stressresilienz von Tomatenpflanzen erh{\"o}ht und wie die Thermopriming-Behandlung mit anschließendem Salzstress interagiert. Die Ergebnisse zeigten eine signifikante Anreicherung von sch{\"u}tzenden Phenolen und Flavonolen in den Bl{\"a}ttern von thermogeprimten Pflanzen, insbesondere als Reaktion auf den nachfolgenden Salzstress. Diese Ergebnisse zeigen, dass Thermopriming das Potenzial hat, die Produktivit{\"a}t und Qualit{\"a}t von Ernten unter Umweltstress zu sichern und somit von entscheidender Bedeutung f{\"u}r einen nachhaltigen Gartenbau werden kann. Das dritte Kapitel vergleicht die Wirksamkeit von Thermopriming zur Erh{\"o}hung der pflanzlichen Toleranz mit der des chemischen Elicitors Benzothiadiazol (BTH) bei anschließendem Salzstress. Die Studie zeigte, dass BTH zwar die Stresstoleranz bis zu einem gewissen Grad erh{\"o}hte, jedoch das Wachstum und die Fruchtentwicklung negativ beeinflusste. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Dauer der Erholungsphase und der Zeitpunkt des Folgestresses eine entscheidende Rolle f{\"u}r die Wirksamkeit und den Einsatz von Thermopriming spielen. Die Integration von Thermopriming in die Pflanzenproduktion steht im Einklang mit mehreren Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen, insbesondere mit Ziel 2 (Kein Hunger), das darauf abzielt, den Hunger zu beenden, die Ern{\"a}hrungssicherheit zu erreichen, die Ern{\"a}hrung zu verbessern und eine nachhaltige Landwirtschaft zu f{\"o}rdern. Es unterst{\"u}tzt auch Ziel 13 (Maßnahmen zum Klimaschutz), das dringende Maßnahmen zur Bek{\"a}mpfung des Klimawandels und seiner negativen Auswirkungen fordert. Dar{\"u}ber hinaus unterst{\"u}tzt Thermopriming die Ziele des European Green Deals, bis 2050 klimaneutral zu werden, die EU-Biodiversit{\"a}tsstrategie f{\"u}r 2030, indem es biodiversit{\"a}tsfreundliche Praktiken f{\"o}rdert, und die EU-Strategie „Vom Hof auf den Tisch", indem es Treibhausgasemissionen reduziert und die Nachhaltigkeit der Pflanzenproduktion und die Vitalit{\"a}t der {\"O}kosysteme f{\"o}rdert. Auf diese Weise kann ein gerechtes, gesundes und umweltfreundliches Lebensmittelsystem unterst{\"u}tzt werden. Zudem kann Thermopriming durch die Verringerung der Abh{\"a}ngigkeit von Pflanzenschutzmitteln und die F{\"o}rderung des {\"o}kologischen Landbaus die negativen Auswirkungen auf die Umwelt und den {\"o}kologischen Fußabdruck verringern. Thermopriming ist eine vielversprechende Strategie, um die Resilienz von Pflanzen gegen{\"u}ber dem Klimawandel zu erh{\"o}hen. Daher sollte die Integration von Thermopriming in die Pflanzenproduktion von politischen Entscheidungstr{\"a}gern und Praktikern in Betracht gezogen werden, um eine nachhaltige Landwirtschaft zu unterst{\"u}tzen, die Abh{\"a}ngigkeit von chemischen Pflanzenschutzmitteln zu reduzieren und die Ernteertr{\"a}ge und -qualit{\"a}t unter verschiedenen (extremen) Umweltbedingungen zu verbessern.}, language = {en} }