Einfluss der Wandtemperatur auf die Stoß-Grenzschicht-Wechselwirkung an einer Rampe im Hyperschall

Bleilebens, Martin; Olivier, Herbert

doi:urn:nbn:de:hbz:82-20050769

Einfluss der Wandtemperatur auf die Stoß-Grenzschicht-Wechselwirkung an einer Rampe im Hyperschall

Bleilebens, Martin (Author)

2005

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Martin Bleilebens

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2005

UmfangXVII, 177 S. Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2004

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Olivier, Herbert (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2004-11-26

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-20050769
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/59968/files/Bleilebens_Martin.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Maschinenwesen (400000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Stoßwellenrohr (Genormte SW) ; Hyperschallströmung (Genormte SW) ; Stoß-Grenzschicht-Wechselwirkung (Genormte SW) ; Grenzschichtablösung (Genormte SW) ; Oberflächentemperatur (Genormte SW) ; Temperaturverteilung (Genormte SW) ; Ingenieurwissenschaften (frei) ; Stoß (frei) ; Grenzschicht (frei) ; Wechselwirkung (frei) ; Rampe (frei) ; Hyperschall (frei) ; Machzahl (frei) ; Wandtemperatur (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Der C4-Stoffwechsel in Mais (Zea mays) dient der effizienten Konzentrierung von CO2 in der räumlichen Umgebung des Enzyms RuBisCo und der dadurch bedingten Unterdrückung der Photorespiration, wie sie in C3-Pflanzen auftritt. Obwohl sich zahlreiche Untersuchungen mit der Regulation der C4-Photosynthese befasst haben, sind viele der beteiligten Faktoren weiterhin unbekannt. Um einen Beitrag zur Identifizierung notwendiger Elemente der C4-Photosynthese in Mais zu leisten, sollten über mutationsanalytische Ansätze Pflanzen mit Defekten im C4-Zyklus identifiziert werden. Aufgrund des Mechanismus der CO2-Fixierung und der enzymatischen Ausstattung diskriminieren C3-Pflanzen bei der CO2-Aufnahem wesentlich stärker gegen das schwere Kohlenstoffisotop 13C als C4-Pflanzen. Durch die Sichtung einer mutagenisierten Maispopulation in Hinblick auf den 13C-Gehalt der Maispflanzen konnten Mutanten identifiziert werden, die sich in ihrer Anatomie, ihrem Stoffwechsel und ihrem Transkriptionsstatus deutlich von normalen Maispflanzen unterscheiden. Die Mutanten zeigen eine Reduzierung der Chloroplastenanzahl sowie Veränderungen der Morphologie von Bündelscheiden- und Mesophyllchloroplasten. Die Photosyntheserate der Pflanzen ist reduziert und der apparente Kompensationspunkt dem von C3-Pflanzen angenähert. Außerdem ist die Abundanz C4-spezifischer Transkripte und Metaboliten verändert. Mögliche physiologische und genetische Ursachen des Phänotyps werden in der Diskussion vergleichend gewichtet. In einer weiteren Mutantepopulation wurde durch eine PCR-Sichtung eine Maislinie mit einer Transposoninsertion im putativen Promotorbereich des Dof1 Gens identifiziert. Dem Transkriptionsfaktor DOF1 wird eine zentrale Rolle in der Regulation der C4-spezifischer Genexpression zugeschrieben. Die Insertion des Transposons führt in den Mutanten zu einer Inaktivierung des Dof1 Promotors und zu einer drastisch eingeschränkten Transkription von Dof1. Analysen der Mutanten zeigen, dass DOF1 im Widerspruch zu den bisher publizierten Daten nicht für die Induktion der Transkription des Schlüsselenzyms der C4-Photosynthese Pepc notwendig zu sein scheint. Für Dof1 wurde ein lichtinduziertes Expressionsmuster mit einer außergewöhnlich schnellen Reaktion auf den Lichtstimulus festgestellt. Parameter des Stickstoff- und Kohlenstoffhaushaltes der Mutanten sind im Vergleich zu Wildtyppflanzen unverändert.

The C4-metabolism in Maize (Zea mays) serves to efficiently concentrate CO2 near the enzyme RuBisCo. Therefore the photorespiration, as we can find in C3-plants, is suppressed. Although numerous investigations deal with the regulation of the C4-photosynthesis, a lot of factors which take part in it are unknown. To make a contribution to the identification of necessary elements of the C4-photosynthesis in maize plants with defects in the C4-cycle should be identified by analysis of mutated maize populations. Based on the mechanism of the CO2-fixation and their enzymatic equipment during the CO2- absorption C3-plants discriminate far stronger against the heavy carbon isotope 13C than C4-plants do. By screening a mutated maize population regarding the 13C-content, mutants with clear differences in the anatomy, the metabolism and the transcription status in comparison to a wildtype were identified. The mutants show a reduction in the number of chloroplasts and changes in the morphology of bundle sheet- and mesophyllchloroplasts. The plants photosynthesis rate is reduced and the apparent compensation point approaches that of C3-plants. Furthermore the abundance of C4-specific transcripts and metabolites has changed. Physiological and genetic reasons for the phenotype are comparatively assessed in the discussion. In another population of mutated maize plants a line with transposon integration in the putative promoter of the Dof1 gene was identified by PCR-screening. DOF1 is described to play a central role in the regulation of the C4-specific gene expression. The insertion of the transposon leads to an inactivation of the Dof1 promoter and to a restricted transcription of Dof1 in the mutants. The analysis of the mutants shows, that in contrast to published data, DOF1 is not necessary for the induction of the transcription of Pepc, the key enzyme of the C4-photosynthesis. For Dof1 a light induced expression with an exceptional fast reaction to the light stimulus was observed. The parameters of the nitrogen and carbon metabolism are unchanged in comparison to wildtype plants.

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