Untersuchungen zur infragenerischen Variabilität von Carotinoiden in der Gattung Rosa

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1 Wissenschaftliche Hausarbeit zur Ersten Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien im Fach Biologie Untersuchungen zur infragenerischen Variabilität von Carotinoiden in der Gattung Rosa vorgelegt von: Hänniger, Sabine geb. am in Heilbad Heiligenstadt

2 Gutachter: 1. PD Dr. Volker Böhm 2. Prof. Dr. Volker Wissemann

3 Danksagung Mein persönlicher Dank Ich möchte mich bei meinen Betreuern Dr. Böhm und Dr. Wissemann für die Vergabe und Betreuung dieses interessanten Themas bedanken. Sicher komme ich in meiner weiteren Lehramtsausbildung und Lehrer-Dasein nicht mehr in den Genuss, forschend tätig zu sein. Die Arbeit stellte eine tolle Möglichkeit dar, etwas völlig Neues kennen zu lernen und etwas zu tun, für das sich nicht so bald wieder eine Möglichkeit bieten wird. So war ich einmal dabei, wenn Wissen entsteht, bevor ich nur noch Wissen vermittele. Herrn Wissemann möchte ich darüber hinaus für das Sammeln der Hagebutten, die Bereitstellung der Literatur und die große Hilfe bei der phylogenetischen Auswertung danken. Ein besonderer Dank gilt auch Juliane Hohbein. Sie hast mich in die Methoden eingewiesen, hat viel Geduld bewiesen (besonders an den ersten Tagen im Labor) und hatte auf jede meiner Fragen eine Antwort. Einige meiner Proben wurden von ihr aufbereitet und gemessen und alle Chromatogramme von ihr integriert. Ohne sie hätte es nicht funktioniert! Vielen vielen Dank! Auch einen herzlichen Dank an die fleißigen Hände aus der AG Bioaktive Pflanzenstoffe, die die Proben entkernt und enthaart haben und immer ein offenes Ohr und ein Lächeln für mich hatten. Für das Bereitstellen der Hagebutten bedanke ich mich beim Europa-Rosarium Sangerhausen, dem Neuen Botanischen Garten in Göttingen und dem Botanischen Garten in Jena. Großen Dank möchte ich auch an meine Eltern Christa und Peter Hänniger richten. Vielen Dank für Eure Unterstützung mit Rat, Tat und Finanzierung, ohne die mein Studium und diese Examensarbeit nicht möglich gewesen wären!! Auch möchte ich Euch für die Liebe zur Natur und zur Biologie danken, die in Eurer Erziehung Ihren Anfang nahm. Meinem Freund Steffen möchte ich sehr danken, dass er mir den Rücken freigehalten hat, während ich an dieser Arbeit schrieb. Danke fürs Bekochen, Trösten und Korrekturlesen und natürlich auch für das Ansagen endlos scheinender Zahlenkolonnen. Ohne Dich wäre mir Vieles schwerer gefallen.

4 Inhaltsverzeichnis I Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis I Tabellenverzeichnis III Abbildungsverzeichnis IV Abkürzungsverzeichnis VI 1 Einleitung 1 2 Theoretische Grundlagen Die Wildrosen Allgemeines Die analysierten Arten im Einzelnen Subgenus Hulthemia Subgenus Rosa Sektion Pimpinellifoliae Sektion Caninae Sektion Carolinae Sektion Cinnamomeae Sektion Synstylae Subgenus Platyrhodon Subgenus Hesperhodos Die Carotinoide Vorkommen und Funktion Chemie und Struktur Die Carotinoide im Einzelnen Carotine Xanthophylle 30 3 Material und Methoden Vorbereitung der Proben Analytische Methoden Extraktion der Carotinoide aus den Hagebutten Verseifung der Hagebuttenextrakte Bestimmung der Carotinoid-Gehalte Bestimmung der Trockenmasse 35

5 Inhaltsverzeichnis II Statistische Auswertung 36 4 Ergebnisse Trockenmasse Carotinoide Clusteranalyse 41 5 Diskussion Gehalte der Carotinoide Untersuchung auf Phylogenetische Informationen Gruppierungen nach Einzelkomponenten Gruppierung nach Gehalten aller Carotinoide Phylogenetische Diskussion Fazit 57 Anhang Literaturverzeichnis Erklärung VII XXXIX

6 Tabellenverzeichnis III Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Überblick über die analysierten Arten Tabelle 2: Überblick Anzahl Bestimmungen Tabelle 3: Trockenmasse der einzelnen Proben Tabelle 4: Gehalte an Lycopin der verschiedenen Hagebuttensorten Tabelle 5: Gehalte an β- und α-carotin der Hagebuttensorten Tabelle 6: Gehalte an (all-e)-lutein, (all-e)-zeaxanthin, (all-e)-β-cryptoxanthin und (all-e)-rubixanthin Tabelle 7:Gesamt-Gehalte von Lycopin und β-carotin VII VIII X XI XII XIII XIV

7 Abbildungsverzeichnis IV Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Hagebutten von R. canina 8 Abbildung 2: Hagebutten von R. jundzillii 9 Abbildung 3: Hagebutten von R. rubiginosa 11 Abbildung 4: Hagebutten von R. micrantha 12 Abbildung 5: Hagebutten von R. agrestis 12 Abbildung 6: Hagebutten von R. elliptica 12 Abbildung 7: Blüte von R. beggeriana 15 Abbildung 8: Hagebutten von R. rugosa 16 Abbildung 9: Blüte von R. majalis 17 Abbildung 10: Hagebutten von R. pendulina 18 Abbildung 11: Hagebutten von R. arkansana 19 Abbildung 12: Hagebutte von R. arvensis 20 Abbildung 13: Hagebutten von R. multiflora 22 Abbildung 14: Hagebutten von R. stellata Myrifica 24 Abbildung 15: Strukturformeln des (all-e) Lycopins und ausgewählter (Z)-Lycopin-Isomere 28 Abbildung 16: (all-e) β Carotin 29 Abbildung 17: (all-e) α Carotin 29 Abbildung 18: (all-e) Lutein 30 Abbildung 19: (all-e) Zeaxanthin 30 Abbildung 20: (all-e) β Cryptoxanthin 31 Abbildung 21: (all-e) Rubixanthin 31 Abbildung 22: HPLC-Chromatogramm eines unverseiften und eines verseiften Hagebuttenextraktes 34 Abbildung 23: Überblick über den Gehalt an Carotinoiden in den einzelnen Arten 38 Abbildung 24 : Dendrogramm für den Gehalt an allen Carotinoiden 41 Abbildung 25: Überblick über den (all-e)-lycopin Gehalt XV Abbildung 26 : Dendrogramm (all-e)-lycopin- Gehalt XVI Abbildung 27: Überblick über den (Z)-Lycopin-Isomer I-Gehalt XVII Abbildung 28 : Dendrogramm (Z)-Lycopin-Isomer I- Gehalt XVIII

8 Abbildungsverzeichnis V Abbildung 29: Überblick über den (Z)-Lycopin-Isomer I-Gehalt XIX Abbildung 30 : Dendrogramm (Z)-Lycopin-Isomer II- Gehalt XX Abbildung 31: Überblick über den (Z)-Lycopin-Isomeren-Gruppe Gehalt XXI Abbildung 32: Dendrogramm Gehalt (Z)-Lycopin-Isomeren-Gruppe XXII Abbildung 33: Überblick über den (all-e)-β-carotin Gehalt XXIII Abbildung 34 : Dendrogramm (all-e)-β-carotin- Gehalt XXIV Abbildung 35: Überblick über den (13Z)-β-Carotin-Gehalt XXV Abbildung 36 : Dendrogramm (13Z)-β-Carotin- Gehalt XXVI Abbildung 37: Überblick über den (9Z)-β-Carotin Gehalt XXVII Abbildung 38 : Dendrogramm (9Z)-β-Carotin- Gehalt XXVIII Abbildung 39: Überblick über den (all-e)-α-carotin Gehalt XXIX Abbildung 40 : Dendrogramm (all-e)-α-carotin- Gehalt XXX Abbildung 41: Überblick über den (all-e)-lutein Gehalt XXXI Abbildung 42 : Dendrogramm (all-e)-lutein- Gehalt XXXII Abbildung 43: Überblick über den (all-e)-zeaxanthin Gehalt XXXIII Abbildung 44 : Dendrogramm (all-e)-zeaxanthin- Gehalt XXXIV Abbildung 45: Überblick über den (all-e)-β-crypthoxanthin Gehalt XXXV Abbildung 46 : Dendrogramm (all-e)-β-cryptoxanthin- Gehalt XXXVI Abbildung 47: Überblick über den (all-e)-rubixanthin - Gehalt XXXVII Abbildung 48 : Dendrogramm (all-e)-rubixanthin- Gehalt XXXVIII

9 Abkürzungsverzeichnis VI Abkürzungsverzeichnis BGJ BHT cpdna EW FM HPLC H 2 O KOH LG MeOH MgO MtBE MW NBG n.n. nrits Q ROS RW SGH STABW THF TM U/min VK VW Botanischer Garten Jena 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylpenol Chloroplast DNA Einwaage Frischmasse High Performance Liquid Chromatography (Hochleistungsflüssigkeitschromatographie) Wasser Kaliumhydroxid Leergewicht Methanol Magnesiumoxid tert. Butyl-methyl-ether Mittelwert Neuer Botanischer Garten Göttingen nicht nachweisbar nuclear ribosomal internal transcribed spacer Quelle Reaktive Sauerstoffspezies Rückwaage Europa-Rosarium Sangerhausen Standardabweichung Tetrahydrofuran Trockenmasse Umdrehungen pro Minute Variationskoeffizient Sammlung Volker Wissemann

10 Einleitung 1 1. Einleitung Die Systematik der Wildrosen stellte Rhodologen schon immer vor einige Probleme. Die etwa 200 Arten sind für eine Gattung sehr viele, ihr Formenreichtum ist gewaltig. Hinzu kommen die komplizierte Reproduktionsbiologie der Rosen und der nicht unerhebliche Eingriff des Menschen in die Evolution der Rosen durch Züchtung. Bemühungen, die Rosen zu klassifizieren, reichen bis ins 16. Jahrhundert zurück, in dem sie in wilde und vornehme Arten eingeteilt und nach der Farbe ihrer Blüten weiter unterschieden wurden. Der erste Versuch, ein System der Rosen zu entwerfen, wurde in der Mitte des 18. Jh. von Linnaeus unternommen. Er legte seiner Klassifizierung hauptsächlich die Form der Hagebutten zugrunde (WISSEMANN, 2003). Aktuelle Klassifizierungsbemühungen bedienen sich Merkmalen, die objektiver messbar und weniger anfällig für Veränderungen durch Individualentwicklung und Umwelteinflüsse sind. Phytochemikalien wie Farbstoffe und Duftstoffe stellen eine direktere Reflektion der genetischen Ausstattung dar, als die Größe oder Form von Pflanzenorganen. Weit weniger Zwischenschritte liegen zwischen dem Ablesen der DNA und der Synthese solcher Inhaltsstoffe als sie für den komplexen morphologischen Aufbau einer Pflanze nötig sind (FIASSON et. al., 2003). Ziel dieser Arbeit ist es, die Carotinoid-Gehalte der Hagebutten verschiedener Rosenarten zu ermitteln. Die Rosen werden außerdem aufgrund der Gehalte an einzelnen Carotinoiden per Clusteranalyse Gruppen zugeordnet, die auf phylegenetische Informationen hin untersucht werden.

11 Theoretische Grundlagen 2 2. Theoretische Grundlagen 2.1 Die Wildrosen Allgemeines Zur Gattung Rosa gehören ca. 200 Arten und sehr viele Bastarde. Sie gehören zur großen Familie der Rosaceae und werden in vier Untergattungen eingeteilt, von denen drei monotypisch sind oder nur zwei Arten enthalten: Die Hulthemia, Platyrhodon und Hesperhodos. Die vierte Subgattung Rosa ist die bei weitem artenreichste (mehr als 95% der Gattung) und demnach auch die variabelste. Sie wird in zehn Sektionen geteilt: Pimpinellifoliae, Rosa, Caninae, Carolinae, Cinnamomeae, Synstylae, Indicae, Banksianae, Laevigatae und Bracteatae (WISSEMANN & RITZ, 2005). Natürlich verbreitet sind Rosen heute auf der Nordhalbkugel zwischen 20. und 70. Breitengrad: in Europa, Asien und Nordamerika (exklusive der arktischen und tropischen Gebiete), im Nordwesten Afrikas und in Äthiopien. In der südlichen Hemisphäre gab es ursprünglich keine Rosenarten. Als Entwicklungszentrum der Gattung gelten Mittel- und Südwestasien. Kultiviert werden Rosen heutzutage jedoch in allen (klimatisch in Betracht kommenden) Ländern der Erde (BLASCHEK et al., 1998). Die meisten Rosen sind aufrechte oder buschförmige Sträucher und erreichen eine Höhe bis zu 3 m. Es gibt auch einige Kletterrosen, die meisten davon in der Sektion Synstylae (BEAN, 1980). Alle Rosen tragen die typischen Dornen, die morphologisch jedoch Stacheln sind. Meist sind diese hakig oder gebogen, können aber auch gerade sein und senkrecht abstehen. Die Bewehrung kann sehr stark sein, variiert aber innerhalb der Gattung so sehr wie sie an einzelnen Individuen von Pflanzenteil zu

12 Theoretische Grundlagen 3 Pflanzenteil variieren kann. Normalerweise sind die blütentragenden Zweige am wenigsten bewehrt (ebd.). Die Blätter sind (außer bei R. persica) unpaarig gefiedert. Die Anzahl der Fiederblätter variiert stark innerhalb der Gattung, zwischen den Individuen einer Spezies und sogar an unterschiedlichen Teilen einer Pflanze. Ebenso variabel ist die Form der Blättchen. Die Zahnung kann einfach oder zusammengesetzt sein, wobei letzteres meist mit Drüsen an der Spitze der Hauptzähne einhergeht. Drüsen können auch auf den Blattunterseiten auftreten. Alle Arten außer R. persica besitzen Stipeln (ebd.). Die Blüten entspringen meist an Seitentrieben aus vorjährigem Holz, einige Arten bringen aber auch an neuen Trieben Blüten hervor. Sie sind meist Einzelblüten oder sitzen zu wenigen in Doldenrispen. Die Farbe der Petalen variiert in Schattierungen von weiß bis rot, wenige Arten haben gelbe Blüten. Die normale Anzahl der alternierenden Kelch- und Kronblätter ist je 5, nur R. serica hat 4. Sehr zahlreich sind die Staubgefäße, selten treten weniger als 30 auf. Die Blütenstiele sind meist ohne Haare, tragen allerdings oft Stieldrüsen oder Drüsenhaare, was sie behaart erscheinen lässt. Die Stiele sind so eng mit dem Hypanthium verbunden, dass eine Bedrüsung oft auf dieses übergeht. Die inneren Wände des Hypanthiums werden (in der Untergattung Rosa) von den Samenanlagen gesäumt. Es wird im Fruchtstadium fleischig und bildet die Hagebutte (ebd.). Die Frucht der Rosen, die Hagebutte, ist eine Sammelnussfrucht. Die becherförmige, fleischige Blütenachse (Hypanthium) umschließt die im Inneren liegenden eigentlichen Früchte, die Nüsschen. Blütenachse und Nüsschen bilden eine Ausbreitungseinheit, die endochor verbreitet wird. Verbreitende Tiere sind meist Vögel, seltener Säugetiere wie Feldhase und Wildkaninchen. Vögel bevorzugen hauptsächlich rote Früchte oder Scheinfrüchte, wie neben den Hagebutten zum Beispiel an den ähnlich gefärbten Vogelbeeren der Eberesche (Sorbus aucuparia) deutlich wird. Nach LÜTTIG und KASTEN (2003) werden Wildrosen von 27 verschiedenen Vogelarten endochor verbreitet. Noch mehr Vogelarten verbreiten Weißdorn (Crataegus spec.), Rote Johannisbeere

13 Theoretische Grundlagen 4 (Ribes rubrum), Faulbaum (Frangula alnus), Süßkirsche (Prunus avium), Wacholder (Juniperus communis), Traubenholunder (Sambucus racemosa), Schwarzen Holunder (Sambucus nigra) und schließlich mit 63 Vogelarten die erwähnte Gemeine Eberesche. Vögel benötigen als Reiz primär Sichtbares, da ihr Riechvermögen schwach oder gar nicht ausgebildet ist. Leuchtend gefärbte Früchte, die im Herbst, zur Zeit der Vogelzüge, weithin aus dem herbstlichen Grau und Braun herausstechen, stellen also bezüglich der Samenverbreitung einen deutlichen (Selektions-) Vorteil dar. Der Mensch weiß seit langer Zeit, die Rosen für sich zu nutzen. Schon in der Jungsteinzeit dienten die Hagebutten der Ernährung. Am Anfang des 20. Jh. galt die Hagebutte in Deutschland als wichtigster Vitamin-C-Lieferant und wurde von wilden Sträuchern geerntet (LÜTTIG & KASTEN, 2003). Besonders die Hagebutten von Rosa canina wurden in der Volksmedizin genutzt und werden heute wieder genutzt. Das Öl der Nüsschen wird zur Behandlung atrophischer Haut, zur Narbenbehandlung sowie zur Reduktion von Falten eingesetzt. Ein Tee aus den Nüsschen wird in der Volksmedizin als harntreibend gegen Harnwegserkrankungen und gegen rheumatische Beschwerden verabreicht. Ein Tee aus den Schalen oder den ganzen Scheinfrüchten wird wegen des hohen Gehaltes an Vitamin C vorbeugend oder behandelnd bei Erkältungskrankheiten getrunken. Der Schlafapfel, die durch den Stich und die Eiablage der Gallwespe (Cynips Rosae) verursachte Wucherung, wird in der Volksheilkunde als Adstringens verwendet. Dies ist auf den Gehalt von Tanninen zurückzuführen (LEXIKON DER ARZNEIPFLANZEN UND DROGEN, 2006). Rosen haben also seit der Jungsteinzeit eine große Bedeutung für den Menschen. Neben ihren wertvollen Inhaltsstoffen spielt gerade ihre Schönheit eine große Rolle. Im westlichen Kulturraum gilt sie als Königin der Blumen, fehlt in wenigen Gärten und ist als Symbol der Liebe als Geschenk für Nahestehende nicht wegzudenken.

14 Theoretische Grundlagen Die analysierten Arten im Einzelnen Alle im Rahmen dieser Arbeit analysierten Rosenarten werden auf den folgenden Seiten den Subgenera und Sektionen zugeordnet und nach ihrer Herkunft sortiert. Außerdem werden die morphologischen Merkmale der Arten und der Subgenera und Sektionen vorgestellt. Die klassische Phylogenie basiert auf der Analyse morphologischer und anatomischer Merkmale, weshalb eine Vorstellung dieser wichtig erscheint. Die Zuordnung der Arten zu den einzelnen Gruppen orientiert sich an WISSEMANN, (2003), wo das klassische System von REHDER aktualisiert wurde. Die verwendeten Bilder stammen entweder von der CD-Rom Rosen (Q:B&D = BRUMME & DIETZE, 2002) oder wurden mit Genehmigung der Online- Datenbank Botanik im Bild (Q:Bot = HORAK et al., 2007) entnommen Subgenus Hulthemia Dies ist, einigen Lehrmeinungen zufolge, entwicklungsgeschichtlich eventuell die älteste der vier Untergattungen. Diese Ansicht ist umstritten. Hulthemia wird von einigen Autoren nicht zur Gattung Rosa gezählt, obwohl sie mit Vertretern der Gattung hybridisiert (BEAN, 1980; HAEHNCHNEN, 1980). Die Gruppe enthält nur eine Art. Die Merkmale sind also unter R. persica beschrieben, die sich maßgeblich von allen anderen Arten der Gattung unterscheidet. Aus Asien: Rosa persica MICHX. ex JUSS Dieser einzige Vertreter seiner Untergattung ist ein wuchernder Busch mit schlanken, drahtigen, flaumhaarigen Stämmen, der 0,6 bis 0,9 m hoch wird. Die Stämme sind mit vielen hakigen, schlanken Stacheln bekleidet. Die Blätter sind ungeteilt, ungestielt und ohne Nebenblätter. Sie werden zwischen 1,3 und 3,2 cm lang und sind verkehrteiförmig oder oval. Zur Spitze hin sind sie gezähnt und mit feinen Härchen bedeckt.

15 Theoretische Grundlagen 6 Die Blüten haben einen Durchmesser von ca. 2,5 cm und sitzen einzeln am Ende der Triebe auf einem schlanken, stacheligen Stiel. Die Petalen sind tiefgelb mit einem karmesinroten Fleck an der Basis. Die Kelchblätter sind lanzettlich, flaumig behaart und mehr oder weniger stachelig. Sie bleiben an den Butten haften. Die Hagebutten bleiben grünlich, sind dicht mit Stacheln besetzt und kugelig (BEAN, 1980; HAEHNCHNEN, 1980) Subgenus Rosa Sektion Pimpinellifoliae Diese Gruppe umfasst Sträucher von mannigfaltigem Habitus. Der Wuchs ist meist aufrecht und zwischen 1 und 4 m. Ihre vielen Stacheln sind gerade oder gebogen, manchmal abgeflacht, auch dünn, knorpelig oder flügelähnlich und oft mit Nadelstacheln und Borsten vermischt. Die Blätter haben gewöhnlich mehr als sieben, bis zu siebzehn Blättchen. Die Einzelblüten sind weiß oder gelb und haben meist 5 Petalen. Sie sitzen an kurzen Trieben. Die Kelchblätter sind ganzrandig oder mit wenigen Anhängseln und krönen aufgerichtet auch noch die reife Hagebutte. Die Hagebutten sind oval bis rundlich, einige glatt, andere borstig und ihre Farben variieren von Art zu Art von leuchtend rot bis schwarz. Die Griffel sind nicht verwachsen, aber umschlossen. Alle wenigen Arten kommen aus der Alten Welt 1 (BEAN, 1980; HAEHNCHNEN, 1980). Aus Europa: Rosa spinosissima L. (Rosa pimpinellifolia L.) Diese einzige europäische Art der Pimpinellifoliae ist ein niedriger Busch (selten höher als 1,2 m) mit kriechenden Wurzeln und aufrechten, kurz verzweigten Stämmen, die mit schlanken Stacheln und kräftigen Borsten bedeckt sind. Die Blätter sitzen dich an den Zweigen an, sind 2,5 bis 6,4 cm lang und aus fünf, 1 Alte Welt meint die Kontinente, die den Europäern vor der Entdeckung Amerikas bekannt waren: Europa, Afrika und Asien. Dem gegenüber wird Nord- und Südamerika als Neue Welt bezeichnet.

16 Theoretische Grundlagen 7 sieben oder neun Blättchen zusammengesetzt. Diese sind 0,6 bis 1,3 cm lang und rund, oval oder verkehrteiförmig. Sie sind tiefgrün, einfach gezähnt und, abgesehen vom flaumigen Hauptnerv, unbehaart. Die Einzelblüten öffnen sich im Mai, sind weiß, cremeweiß oder blaßrosa und bis 5,1 cm breit. Blütenstiele und Hypanthium sind manchmal drüsenlos, manchmal borstig oder stachelig. Die Kelchblätter sind gewöhnlich ungezahnt und am Rand wollig behaart; ihr Rücken ist drüsen- und haarlos. Die Hagebutten sind dunkelbraun und später schwärzlich, von kugeliger Form und haben einen Durchmesser von 1,3 bis 1,9 cm (BEAN, 1980). Die analysierten Proben stammen aus dem Europa-Rosarium Sangerhausen (R. spinosissima Grandiflora ) und aus der Sammlung Volker Wissemanns (R spinosissima) Sektion Caninae Diese Sektion umfasst die meisten Rosenarten Europas und weist eine komplizierte Variabilität auf. Es ist die Gruppe, mit der sich die Rhodologen der Gegenwart am meisten beschäftigen. Ihre Hauptmerkmale sind die folgenden: Die Stämme sind aufrecht oder bogig überhängend und mit hakigen Stacheln besetzt. Die Blätter sind aus fünf bis neun Blättchen zusammengesetzt, mittelgroß und meist gräulich-grün. Der Blütenstand ist eine Doldentraube mit wenigen weißen oder hellrosa Blüten. Die Kelchblätter tragen auffallende seitliche Anhängsel und bleiben meist bis zur Reife der Hagebutte. Diese ist oval bis rund. Die Caninae werden in sechs Subsektionen unterteilt. Aus Europa: Subsektion Caninae: Rosa canina L. Die Rosa canina ist ein kräftiger Strauch bis zu 3,7 m Höhe oder sogar höher. Ihre Stämme sind mit zerstreuten, gleichartigen hakigen Stacheln besetzt. Die Blätter bestehen aus fünf oder sieben elliptischen, breitelliptischen oder eiförmigen

17 Theoretische Grundlagen 8 Blättchen, die 2,5 bis 3,8 cm lang sind. Sie sind spitz, unbehaart oder sehr wenig behaart, unterseits auf den Nerven manchmal drüsig. Die Randzähne sind meist einfach und ohne Drüsen, seltener zusammengesetzt und drüsig. Die oberen Stipeln sind breit. Die 3,8 bis 5,1 cm breiten Blüten sind weiß oder rosa, öffnen sich etwa ab Mittsommer als Einzelblüte oder in Abbildung 1: Hagebutten von R. canina; Q:B&D Büscheln und verströmen einen angenehmen Duft. Sie sitzen auf unbehaarten, 2,5 cm langen Blütenstielen, die wie der Hypanthium meist drüsenlos sind. Die Kelchblätter sind ganz besonders gestaltet: die äußeren beiden überlappen ihre Nachbarn an beiden Seiten und sind beidseitig fiederteilig; das nächste überlappt nur an einer Seite, die ebenfalls fiederteilig ist, die überlappte Seite ist ganzrandig; die beiden übrigen Kelchblätter werden an beiden Seiten überlappt und sind rundherum ganzrandig. Die Hagebutten sind eiförmig oder rundlich und leuchtend rot. Die Kelchblätter fallen ab oder verbleiben bis zum Verfärben der Hagebutten (BEAN, 1980). Die analysierte Probe stammt vom Napoleonstein bei Cospeda. Rosa caesia SM. Diese Art ist der R. canina sehr ähnlich und wurde einst als eine Gebirgsrasse dieser angesehen. Der Strauch wird ca. 1,8 m hoch. Seine Stacheln sind kürzer als die der R. canina. Die Blätter sind unterseits wenigstens auf den Nerven flaumig behaart und meist stumpf. Die Blüten sitzen auf sehr kurzen Stielen. Das Hypanthium hat eine weitere Griffelöffnung als R. canina, der Diskus wird beinahe vom breiten, wolligen

18 Theoretische Grundlagen 9 Narbenköpfchen bedeckt. Die Kelchblätter sind aufgerichtet oder ausgebreitet und bleiben oft bis zur Reife der Hagebutte oder länger (BEAN, 1980). Die analysierte Probe stammt vom Napoleonstein bei Cospeda. Subsection Tomentellae Rosa tomentella LÉMAN Die Stämme dieses Strauches sind von stark hakigen Stacheln bekleidet. Die Blätter sind relativ breit, an der Spitze oft abgestumpft und von zusammengesetzten Zähnen umrandet. Die Unterseite ist wenigstens auf den Nerven flaumig behaart. Die Blüten sind gewöhnlich weiß und haben ziemlich kurze Kelchblätter (BEAN, 1980). Die analysierte Probe wurde im NBG gesammelt. Subsektion Trachyphyllae Rosa jundzillii BESSER Die rosa blühende Rose begegnet uns meist als Strauch bis 1,5 m Höhe, kann aber bis zu 2,4 m hoch werden und bildet Ausläufer. Ihr Stämme und Zweige sind mit zerstreuten, geraden oder etwas gebogenen Stacheln besetzt. Selten mischen sich Nadeln und Borsten darunter. Die Blätter sind aus fünf oder sieben, selten neun festen Blättchen zusammengesetzt, die 2,5 bis 4,5 cm lang sind und elliptisch oder breitelliptisch geformt. Die Blattoberseite ist unbehaart, die Unterseite drüsig und manchmal Abbildung 2: Hagebutten von R. jundzillii; Q:Bot

19 Theoretische Grundlagen 10 flaumhaarig. Bis zu 30 zusammengesetzte, drüsige Zähne je Seite umranden die Blättchen. Rhachis und Blattstiel sind drüsig und können feine Härchen haben. Die Blüten öffnen sich im Juni oder Juli, können hell- bis sattrosa sein und haben bis zu 7,6 cm Durchmesser. Sie erblühen einzeln oder zu zweit oder dritt, manchmal auch in Doldentrauben von bis zu 8 Blüten. Ihre Stiele sind bis zu 3,8 cm lang und mir drüsigen Borsten oder Haaren bekleidet, die manchmal bis auf die Hyphantien übergreifen. Die Kelchblätter sind auf dem Rücken drüsig, die äußeren mit langen Anhängseln. Die Narben sind behaart und in einem großen kugeligen Köpfchen vereinigt. Die Hagebutten sind kugelig oder eiförmig, leuchtend rot und werfen im reifen Zustand die Kelchblätter ab (BEAN, 1980). Die analysierten Hagebutten stammen von einem Strauch aus dem Neuen Botanischen Garten in Göttingen. Subsection Rubrifoliae Rosa mollis SM. Diese Rose erreicht in der freien Natur bis zu 1,8 m Höhe und breitet sich manchmal durch Ausläufer aus und bildet dann große Bestände. Die Stämme sind mit schlanken, geraden Stacheln besetzt und die Zweige in der Jugend bereift. Die Blätter bestehen aus fünf, sieben oder neun ovalen bis länglich-eiförmigen Blättchen, welche bis 3,8 cm lang sind. Sie sind oberseits bläulich-grün, beidseitig behaart und auf der Unterseite mit nach Harz duftenden Drüsen bekleidet. Der Rand ist mit drüsigen, zusammengesetzten Zähnen gesäumt. Die tiefrosa Blüten sitzen auf leicht borstigen, kurzen Stielen einzeln oder zu dritt in Büscheln. Sie haben einen Durchmesser von 3,8 bis 6,4 cm. Das Hypanthium ist ebenfalls leicht borstig. Die Kelchblätter sind an der Basis fleischig, auf dem Rücken drüsig und lang geschwänzt. Sie sind an der Basis nicht zusammengezogen und haben ein paar seitliche Anhängsel. Die Griffelmündung ist weit. Die Hagebutten sind dunkelrot, mehr oder weniger borstig und von den aufrechten Kelchblättern gekrönt. Sie sind kugelig bis birnenförmig und zwischen 2, 5 und 3,8 cm lang (BEAN, 1980) Die analysierte Probe stammt aus Volker Wissemanns Sammlung.

20 Theoretische Grundlagen 11 Rosa sherardii DAVIS Diese Rose ist ein kompakter Strauch mit kräftigen, geraden Stacheln. Ihre Zweige sind in der Jugend bereift. Die fünf oder sieben elliptischen oder eiförmigen Blättchen sind oberseits graugrün, beiderseits dicht behaart und von zusammengesetzten Zähnen umrandet. Die rosa oder weißen Blüten duften und sitzen einzeln oder zu wenigen in einer Doldentraube auf langen Stielen. Sie erreichen eine Breite von bis zu 5,7 cm. Ihre Stiele sind drüsig, borstig behaart. Die Kelchblätter sind 1 bis 2,2 cm lang und haben fiederteilige Anhängsel. Sie sind drüsig-borstig und bleiben bis zur Vollreife an der Hagebutte. Diese ist mehr oder weniger kugelig (BEAN, 1980). Die analysierte Art wurde im NBG gesammelt. Subsektion Rubiginae Rosa rubiginosa L. Die aufrechten Büsche mit bogenförmig überhängenden Zweigen werden 1,8 bis 2,4 m hoch. Stämme und Zweige sind mit vielen zerstreuten, hakigen Stacheln besetzt. Nebenzweige tragen nadelförmige Stacheln. Die eiförmigen Blättchen setzen zu fünft, siebt oder neunt die Blätter zusammen und sind zusammengesetzt gezähnt. Die Oberseite ist drüsenlos, die Unterseite mit lieblich duftenden Drüsen bedeckt. Abbildung 3: Hagebutten von R. rubiginosa; Q:Bot Die blassrosa Blüten sind 3,8 cm breit und sitzen allein oder bis zu siebt oder mehr zusammen. Die Blütenstiele und Kelchblätter sind borstig-drüsig. Die Griffel sind behaart.

21 Theoretische Grundlagen 12 Die Kelchblätter krönen auch noch in der Reife die leuchtend roten und glänzenden, eiförmigen Hagebutten (BEAN, 1980). Die untersuchte Probe stammt vom Napoleonstein in der Nähe von Cospeda. Rosa micrantha SM. Diese Rose ist der R. rubiginosa sehr ähnlich. Sie weicht durch stärker gebogene Zweige, das Fehlen nadelförmiger Stacheln an den Nebenzweigen, weniger stark duftenden Blättern, unbehaarten Griffeln, einem engeren Griffelkanal und früher abfallenden Kelchblättern von dieser ab (BEAN, 1980). Abbildung 4: Hagebutten von R. micrantha; Q:Bot Die analysierte Probe dieser Art wurde in Groß Schneen gesammelt. Rosa agrestis SAVI und Rosa elliptica TAUSCH sind zwei weitere Verwandte der R. rubiginosa, die dieser sehr ähnlich sind (BEAN, 1980). Erstere stammt aus der Sammlung von Volker Wissemann, letztere wurde am Napoleonstein in der Nähe von Cospeda gesammelt. Abbildung 5: Hagebutten von R. agrestis (links), Q:Bot Abbildung 6: Hagebutten von R. elliptica (rechts); Q:Bot

22 Theoretische Grundlagen 13 Rosa sicula TRATT. Der dichtverzweigte Strauch wird 0,6 bis 1,5 m hoch und ist von abgerundetem Wuchs. Die Zweige sind mit schlanken, gebogenen Stacheln bis zu 9,6 cm Länge bewehrt, unter die sich gelegentlich Nadeln und drüsige Borsten mischen. Die Blätter setzen sich aus fünf bis sieben Blättchen zusammen und sind bis zu 5,1 cm lang. Die Blättchen sind zwischen 0,6 und 1,9 cm lang, breit eiförmig oder rund und zusammengesetzt und drüsig gezähnt. Drüsen finden sich auch auf Rhachis, Blattunterseite und Nebenblättern. Die Blüten sind bis zu 3,2 cm breit und leuchtend rosa. Gewöhnlich sind es Einzelblüten. Sie sitzen auf meist drüsenlosen, kurzen Stielen. Die Kelchblätter sind lanzettlich mit seitlichen Anhängseln und drüsig gewimperten Rändern. Die Griffel sind flaumig behaart. Die Hagebutten sind erbsengroß, rot, schwarz werdend und von den Kelchblättern gekrönt (BEAN, 1980). Aus dem Europa-Rosarium in Sangerhausen stammt die analysierte Probe Sektion Carolinae Dies ist eine kleine, auf den östlichen und südöstlichen Teil Nordamerikas beschränkte Gruppe, nah verwandt mit den Cinnamomeae, aber mit in der Reife abfallenden Kelchblättern. Der Wuchs ist niedrig, aber aufrecht. Die Bewehrung besteht aus kurzen, meist paarigen, hakigen Stacheln. Die Blätter sind aus sieben oder neun Blättchen zusammengesetzt und stellen schönes Herbstlaub dar. Die Blüten sitzen meist allein an kurzen Stielen. Die Hagebutten sind rundlich und die Kelchblätter fallen in der Reife von ihnen ab (BEAN, 1980; HAEHNCHNEN, 1980).

23 Theoretische Grundlagen 14 Aus Nordamerika: Rosa nitida WILD Diese Rose ist ein niedriger Busch bis 60 cm Höhe, der reichlich Ausläufer treibt. Die aufrechten rötlichen Stämme sind dicht mit stacheligen Borsten bewehrt. Die 5 bis 7,6 cm langen Blätter färben sich im Herbst purpur, sind sonst sehr glänzend grün. Die Nebenblätter haben drüsig-gezähnte Ränder. Die 5 bis 9 Blättchen sind schmal-länglich, verjüngen sich an beiden Enden und sind bis 3,2 cm lang. Sie sind fein und scharf gezähnt, unbehaart und fest. Die Blüten sind leuchtend rosarot und 5,1 bis 6,4 cm im Durchmesser. Sie sitzen gewöhnlich einzeln, evtl. 2 bis 3 zusammen. Die Blütenstiele und Kelchblätter sind borstig oder drüsig, letztere ganzrandig, lanzettlich und zurückgeschlagen. Die Butten sind kugelig, 0,9 cm breit, scharlachrot, borstig und mit den Kelchblättern abfallend (BEAN, 1980). Die Probe stammt aus dem Europa-Rosarium in Sangerhausen Sektion Cinnamomeae Diese Sektion umfasst Ausläufer bildende, aufrechte Sträucher von 1 bis 4 m Höhe. Falls Stacheln vorhanden sind, stehen sie paarweise oder in Büscheln an den Nodien. Nadelstacheln und Borsten sind bei einigen Arten die vorherrschende Form der Bewehrung, generell sind sie oft, besonders an stark wachsenden jungen Trieben, vorhanden. Blätter bestehen meist aus fünf oder sieben (bis elf) Blättchen. Blüten kommen in Schattierungen von rosa und rot, einzeln, zu wenigen oder meist in einem doldentraubigen Büschel vor. Die Kelchblätter sind ganzrandig oder mit wenigen schlanken Anhängseln. Die Griffel sind umschlossen. Die Hagebutten sind meist groß und verlieren die Kelchblätter meist nicht (BEAN, 1980; HAEHNCHNEN, 1980).

24 Theoretische Grundlagen 15 Aus Asien: Rosa beggeriana SCHRENK ex FISCH. & MEY. Diese Rose kommt als Strauch von 1,8 bis 8 m Höhe vor. Ihre Stämme und Zweige sind mit hellen, hakigen Stacheln bewehrt. Die Fiederblätter haben 7 oder 9 Blättchen, die 1 bis 3,2 cm lang und oval bis leicht verkehrteiförmig sind. Ihre Oberseite ist graugrün und unbehaart, die Unterseite meist drüsig und manchmal flaumig behaart. Sie sind von zehn bis zwanzig einfachen oder zusammengesetzten Abbildung 7: Blüte von R. beggeriana; Q:B&D Zähnen umsäumt. Die Blütenknospen sind länglich und spitz und bringen ab Mittsommer weiße Blüten mit 2,5 bis 3,8 cm Durchmesser hervor. Diese sitzen am Ende der neuen Triebe in Büscheln zu neun oder mehr auf schlanken Blütenstielen. Die meist unbehaarten oder flaumhaarigen Blütenstiele sind bis etwa 2,5 cm lang und manchmal drüsig. Die Hagebutten sind kugelig und glatt, 0,6 bis 1 cm lang, erst rot, schließlich purpur und werfen ihre Spitze zusammen mit den Kelchblättern ab (BEAN, 1980). Beide analysierten Proben stammen aus dem Europa-Rosarium Sangerhausen. Rosa sweginzowii KOEHNE Diese Rose ist ein Strauch von bis zu 3,7 m Höhe und festem Wuchs, dessen Zweige meist und Stämme immer mit abgeflachten, dreieckigen Stacheln bewehrt sind. Die Blätter haben 7 bis 13 eiförmige bis rundlich-ovale Blättchen, die länger als 3,8 cm sein können und zusammengesetzt gezähnt sind. Ihre Unterseite ist unbehaart (außer Hauptnerv) und blass, die Oberseite dunkelgrün.

25 Theoretische Grundlagen 16 Die rosa Blüten sind einzeln, zu zweit, zu dritt oder in Büscheln zu sechst oder mehr. Sie sind 3,8 bis 5,1 cm breit. Die Hagebutten sind glänzend rot, krugförmig und 3,8 cm oder länger. Sie sind von den aufrechten Kelchblättern gekrönt und mindestens an der Basis von drüsigen Haaren besetzt (BEAN, 1980). Die analysierte Probe stammt aus dem Neuen Botanischen Garten in Göttingen. Rosa rugosa THUNB. Diese sehr robuste Rose wächst als Strauch von 1,2 bis 1,8 m Höhe. Ihre Stämme sind kräftig und dicht von Stacheln ungleicher Größe besetzt; Stämme und Stacheln sind flaumhaarig. Die 7,6 bis 17,8 cm langen Blätter bestehen Abbildung 8: Hagebutten von R. rugosa, Q:B&D aus 5 bis 9 Blättchen und haben große flaumhaarige Nebenblätter. Die länglichen Blättchen sind 2,5 bis 5 cm lang, außer zur Basis hin leicht gezähnt und unterseits flaumhaarig. Die auffälligen Nerven geben Ihnen das runzlige Aussehen und der Pflanze den deutschen Trivialnamen Runzelrose. Die großen (9 cm) Blüten sind stark duftend und erblühen vom Frühsommer an in purpurrosa. Sie sind Einzelblüten oder zu wenigen an einem Blütenstand. Ihre Petalen überlappen einander. Das Hypanthium ist unbehaart, aber die Blütenstiele und Kelchblätter flaumhaarig. Die Kelchblätter sind bis zu 3 cm lang. Die Hagebutten sind kräftig leuchtend rot und tomatenförmig. Sie sind sehr groß, 2,5 cm oder mehr im Durchmesser, und von den Kelchblättern gekrönt (BEAN, 1980). Die analysierte Probe (Rosa rugosa f. regeliana) stammt aus dem NBG.

26 Theoretische Grundlagen 17 Aus Europa: Rosa majalis J. HERRM. Die Rosa majalis wächst als starker Busch bis zu 2,7 m hoch und breitet sich durch Ausläufer aus. Die aufrechten, rötlichen Stämme sind in der Nähe der Spitze stark verzweigt und tragen an den Nodien gewöhnlich ein Paar oder ein Büschel hakige Stacheln. Weitere Stacheln sind auf dem Stamm verteilt und bewehren ihn besonders in Bodennähe. Gewöhnlich sind die Blätter aus 5 oder 7 Blättchen zusammengesetzt. Diese sind elliptisch, länglich oder verkehrteiförmig, können stumpf, abgerundet oder zugespitzt sein und sind 2,5 bis 4,8 cm lang. Das untere Drittel oder Viertel ist ganzrandig, der Rest einfach gezähnt. Während die Oberseite Abbildung 9: Blüte von R. majalis; Q:Bot meist unbehaart und grün oder graugrün ist, erscheint die Unterseite gräulich und flaumig behaart. Die Stipeln sind breit, an kräftigen Trieben einwärts gerollt. Die Blüten öffnen sich im Mai in verschiedenen rosa Schattierungen, sind gefüllt oder mit zusätzlichen Blütenblättern. Sie sitzen einzeln oder in kleinen Gruppen auf unbewehrten Seitenzweigen und sind etwa 5 cm breit. Ihre Blütenstiele sind kurz, nicht mehr als doppelt so lang wie das Hypanthium, unbehaart und drüsenlos. Die Kelchblätter sind ganzrandig, an der Spitze verbreitert und tragen am Rand wollige Haare und auf dem Rücken manchmal Haare. Die Hagebutten sind rot, kugelig oder etwas verlängert, 1,3 cm breit und werden von den aufgerichteten Kelchblättern gekrönt (BEAN, 1980). Die analysierte Probe dieser Art stammt aus der Sammlung Wissemann.

27 Theoretische Grundlagen 18 Rosa pendulina L. Der Wuchs dieser Art ist sehr variabel: von 0,6 m oder niedriger bis zu 3,1 m Höhe. Die Stämme und Zweige sind rötlichbraun, manchmal mit schlanken Stacheln. Selten sind Stämme, Zweige und Nebenzweige dicht mit Nadeln und Borsten bekleidet. Die Blätter, 5 bis ca. 15 cm lang, sind aus sieben oder neun Blättchen zusammengesetzt. Deren Form variiert von elliptisch bis breitelliptisch mit spitzer Spitze. Sie sind oberseits kahl, unterseits manchmal flaumhaarig und können drüsig oder drüsenlos sein. Die Zähne sind zusammengesetzt und oft drüsig. Die Rhachis ist meist unbehaart und drüsig. Die Nebenblätter sind mehr oder weniger drüsig; der angeheftete Teil ist meist nach oben verbreitert. Die tiefrosa oder purpurnen Blüten öffnen sich im Mai allein, zu zweit oder zu dritt. Ihr Durchmesser beträgt zwischen 3,8 und 6,4 cm. Die Stiele und das Hypanthium sind drüsenlos oder mit nach Terpentin duftenden Borsten besetzt. Die Kelchblätter sind ganzrandig, an der Spitze mehr oder weniger verbreitert, drüsenlos oder drüsig auf dem Rücken und unterschiedlich lang. Die Narben sind behaart. Abbildung 10: Hagebutten von R. pendulina; Q:B&D Die Hagebutten sind rot, krugförmig bis rundlich, an der Spitze zusammengezogen, drüsenlos oder borstig. Sie sind bis zu 3,2 cm lang, oft hängend und von den Kelchblättern gekrönt (BEAN, 1980). Die analysierten Proben stammen aus dem Rosarium Sangerhausen ( Bourgogne Interplant 1983, Auslese aus R. pendulina) und aus der Sammlung von Volker Wissemann (Rosa pendulina).

28 Theoretische Grundlagen 19 Aus Nordamerika: Rosa arkansana PORTER Diese rosa blühende Rose erreicht als Strauch eine Höhe von 0,9 bis 1,2 m. Ihr Stamm ist mit schlanken, geraden Borsten und Stacheln bekleidet. Die Fiederblätter bestehen aus 7 bis 11 Blättchen, diese sind 2,5 bis 5,1 cm lang und elliptisch oder verkehrteiförmig. Sie haben eine glänzende Oberfläche, sind, abgesehen von den manchmal flaumig Abbildung 11: Hagebutten von R. arkansana; Q:B&D behaarten Nerven auf der Unterseite, unbehaart und gesäumt von tiefen, drüsenlosen Zähnen. Die rosa Blüten haben einen Durchmesser von etwa 3,8 cm und erblühen in der Mitte des Sommers in seitlichen Büscheln oder später an den Enden von kräftigen Bodentrieben. Blütenstiele und -böden sowie die Kelchblätter sind meist drüsenlos, manchmal (Kelchblätter auf dem Rücken) schwach drüsig. Die Sepalen sind schlank zugespitzt und schmal. Es bilden sich kugelige bis birnenförmige, bis zu 1,8 cm breite Hagebutten, die meist glatt sind und auch in der Reife meist von den ausgebreiteten Kelchblättern gekrönt werden (BEAN, 1980). Die beiden analysierten Proben stammten aus dem NBG und dem Europa-Rosarium Sangerhausen.

29 Theoretische Grundlagen Sektion Synstylae Diese Sektion fasst Rosen zusammen, die als kletternde, sich ausbreitende oder niederliegende Sträucher wachsen und eine gleichartige Bewehrung von hakigen Stacheln aufweisen. Einige Arten tragen wenige oder keine Stacheln. Die Fiederblätter haben 3 bis 9 Blättchen und die Nebenblätter sind auf fast der ganzen Länge am Blattstiel angeheftet, bleibend und ganzrandig, gezähnt oder gefranst. Die Blütenstände sind meist stark verzweigte Rispen oder Doldentrauben mit zahlreichen Blüten, manchmal auch wenigblütig. Die Petalen sind gewöhnlich weiß. Die Kelchblätter mit einigen wenigen Anhängseln fallen von der reifen Hagebutte ab. Die Hagebutten sind meist klein und oval oder rund. Die Griffel kleben mehr oder weniger zusammen und bilden eine herausragende Säule. Außer der amerikanischen R. setigera sind alle Arten in der Alten Welt beheimatet (BEAN, 1980; HAEHNCHNEN, 1980). Aus Europa: Rosa arvensis HUDS. Diese weiß blühende Rose kriecht oder klettert als Strauch mit sehr schlanken Zweigen, die mit zerstreuten, kurzen Stacheln bewehrt sind. Die Blättchen zählen fünf oder sieben, variieren in der Form von kreisrund bis Abbildung 12: Hagebutte von R. arvensis, Q:B&D elliptisch oder schmalbis breiteiförmig und sind zwischen 1,3 und 3,8 cm lang. Sie sind unbehaart oder auf der Unterseite auf den Nerven flaumhaarig. Die unterseits oft grau-blaugrünen

30 Theoretische Grundlagen 21 Blätter sind einfach gezähnt, die Zähne drüsenlos. Die Nebenblätter sind schmal mit divergierenden Öhrchen. Die weißen Blüten duften schwach oder gar nicht und sind einzeln oder zu acht in einer Doldentraube angeordnet. Sie sitzen auf schlanken, 1,8 bis 5,1 cm langen Stielen. Diese und das kugelige oder eiförmige Hypanthium sind glatt oder etwas drüsig. Die Sepalen sind lang zugespitzt, haben einige schlanke Anhängsel und sind auf dem Rücken meist drüsenlos und unbehaart. Die unbehaarten Griffel treten hervor und sind in einer Säule vereinigt. Die 0,6 bis 2,2 cm langen, roten Hagebutten werfen die Sepalen zur Reifezeit ab. Sie sind in der Form sehr variabel (BEAN, 1980). Die analysierte Probe stammt aus der Sammlung von Volker Wissemann. Aus Asien: Rosa moschata HERRM. Diese Rose ist ein lockerer, nicht kletternder Strauch. Die Blätter sind aus fünf bis sieben Blättchen zusammengesetzt und oberseits dunkelgrün, unterseits weißlich. Der Mittelnerv ist flaumig behaart, der Rest der Blätter unbehaart. Die eiförmigen bis lanzettlichen Blättchen werden nicht länger als 5,1 cm und sind sehr fein gezähnt. Die Blattspindel ist bestachelt und drüsig. Die Stipeln sind schmal, haben gespreizte Spitzen und am Rand gewöhnlich Drüsen und Haare. Die in den Knospen gelblichen Blüten erblühen im August bis zum ersten Frost weiß. Sie duften nach Moschus, sind größer als 4,5 cm im Durchmesser und sitzen in lockeren Doldentrauben. Die Kronblätter sind etwas konvex und zugespitzt. Die Blüten sitzen auf ca. 4 cm langen, schwach drüsigen Stielen mit zarten, angedrückten Haaren. Auch das Hypanthium hat diese zarte Behaarung und ist elliptisch oder eiförmig. Die Kelchblätter sind schlank zugespitzt, haben einige wenige seitliche Anhänge und sind auf dem Rücken behaart. Sie fallen bald nach der Blüte ab. Die Griffel sind in einer hervortretenden Säule vereinigt. Die Hagebutten sind klein und eiförmig (BEAN, 1980). Die analysierte Probe stammt aus dem Europa-Rosarium Sangerhausen.

31 Theoretische Grundlagen 22 Rosa multiflora THUNB. Die Vielblütige Rose ist ein ausladender Busch, höchstens 3,1 bis 4,6 m hoch, der jedes Jahr vom Hauptteil aus lange, bogenförmig überhängende Stämme bildet, die im folgenden Jahr dicht mit Blüten besetzt sind. Die Zweige sind mit kleinen gebogenen Stacheln bewehrt und unbehaart. Die 7,6 bis 15,2 cm langen Blätter sind aus sieben oder neun Blättchen zusammengesetzt, die ihrerseits 2,5 bis 5,1 cm lang sind und elliptisch oder verkehrteiförmig geformt, an der Spitze spitz oder zugespitzt, an der Basis keilförmig. Die Blattunterseite ist meist flaumig behaart, manchmal fast unbehaart. Der Rand ist einfach gezähnt. Die Nebenblätter sind tief ausgefranst und mit drüsigen Zähnen. Die weißen Blüten sind ca. 2,5 cm breit und stehen im Juni zahlreich in verzweigten Schirmrispen von 10 bis 15 cm Durchmesser und Höhe. Die Blütenstiele und das Hypanthium sind behaart, die Stiele manchmal zusätzlich drüsig. Die Kelchblätter sind stets kürzer als die Petalen und haben bis zu 3 schmale seitliche Anhängsel. Abbildung 13: Hagebutten von R. multiflora; Q:Bot Die Kronblätter sind schmal und überlappen nur wenig. Die Staubblätter sind goldgelb. Die Griffel ragen heraus und sind zu einer unbehaarten Säule vereinigt. Die Hagebutten sind eiförmig bis rund, 0,6 cm lang und rot. Diese Rose ist eine der sehr schönen Wildrosen, jeder der Zweige ist im Juni mit Blüten geschmückt (BEAN, 1980). Die analysierte Probe stammt aus dem Neuen Botanischen Garten in Göttingen.

32 Theoretische Grundlagen 23 Rosa filipes REHD. & WILS. Diese Rose ist ein sehr großer, rankender Strauch mir bis zu 9 m Höhe. Ihre Triebe hängen bogenförmig über, sind unbehaart und mit hakigen, etwa 1 cm langen Stacheln bewehrt. Die Blätter haben fünf oder sieben elliptische oder elliptisch-lanzettliche Blättchen von bis zu 8,9 cm Länge und bis zu 5 cm Breite und sind in der Jugend kupferfarben, später grün. Rhachis und Blattstiel sind unbehaart, spärlich stachelig und manchmal drüsig. Die Blätter sind oberseits unbehaart, unterseits meist unbehaart und etwas drüsig. Die Nebenblätter sind schlank und mit Drüsen gefranst. Die duftenden weißen Blüten erblühen Ende Juni oder im Juli aus cremfarbenen Knospen in mehreren doldentraubigen Schirmrispen am Ende der Seitenzweige. Sie sind etwa 2,5 cm breit, die endständigen Rispen erreichen zusammen aber bis zu 30 cm Durchmesser. Die Blütenstiele sind schlank, drüsig und nicht flaumig behaart, zwischen 2,5 bis 3,8 cm lang. Die Kelchblätter haben schlanke, etwas verbreiterte Spitzen und schlanke seitliche Anhängsel und sind auf dem Rücken etwas drüsig und flaumhaarig. Die Kronblätter sind verkehrteiförmig und überlappen nur wenig. Die zahlreichen Staubblätter haben goldgelbe Antheren. Die Griffel sind zu einer leicht behaarten Säule vereinigt und herausragend. Die Hagebutten sind breit ellipsoid bis kugelig und färben sich von orange zu karmesin-scharlachrot (BEAN, 1980). Die analysierte Probe stammt aus dem Europa-Rosarium Sangerhausen Subgenus Platyrhodon Diese Gruppe enthält nur eine Art. Sie zeichnet sich durch schuppige, abblätternde Rinde, borstige Hagebutten und kleine Blätter aus. Das Hypanthium hat einen Blütenboden an der Basis, in dem die Samenanlagen eingefügt sind. Das unterscheidet sie von Rosa, bei denen die Samenanlagen am Boden und an den Wänden des Hypanthiums liegen. Die einzige Art R. roxburghii wird gelegentlich auch zur Untergattung Rosa gezählt (BEAN, 1980; HAEHNCHNEN, 1980).

33 Theoretische Grundlagen 24 Aus Asien: Rosa roxburghii TRATT. Dieser Busch ist sehr robust und wird bis zu 3 m hoch und breit. Die abblätternde Rinde ist rehbraun. Die Zweige sind steif und mit wenigen, kräftigen Stacheln paarweise besetzt. Die 5 bis 10 cm langen Blätter setzen sich aus vielen (neun bis neunzehn) Blättchen zusammen. Diese sind elliptisch, eiförmig oder länglicheiförmig, bis zu 2,5 cm lang und meist unbehaart, evtl. unterseits flaumig. Sie sind einfach gesägt. Die Rhachis ist flaumhaarig und mit wenigen Stacheln besetzt. Die zartrosa Einzelblüten sind bis 7,5 cm breit und duften angenehm. Blütenstiele und Hypanthium sind stachelig. Die Kelchblätter sind breiteiförmig, fiederteilig und flaumhaarig. Die Hagebutten sind sehr stachelig, gelblich-grün und duftend. Sie sind abgeflacht tomatenförmig und mit 3,8 cm Durchmesser recht groß (BEAN, 1980). Die analysierten Hagebutten wurden im BGJ gesammelt Subgenus Hesperhodos Diese Untergattung enthält zwei nordamerikanische Arten. Wichtige Merkmale sind das Hypanthium ohne Diskus und die kugeligen, stacheligen Hagebutten. Die Pflanzen haben viele kleine Stacheln und kleine Blätter (BEAN, 1980; HAEHNCHNEN, 1980). Aus Nordamerika Rosa stellata WOOTON Der Strauch erreicht eine Höhe von 0,6 m, hat schlanke grüne Triebe und einen lockeren Wuchs. Junge Triebe sind dicht mit feinen Härchen bedeckt und mit geraden, schlanken, blassen Stacheln bewehrt. Unter diese mischen sich winzige Stacheln und gestielte Drüsen.

34 Theoretische Grundlagen 25 Die Blätter sind bis zu 3,8 cm lang und aus drei oder fünf Blättchen zusammengesetzt. Diese sind dreieckig oder keilförmig und hauptsächlich oder nur am breiten Ende mit großen Zähnen gesäumt. Sie sind derb und bis 1,3 cm lang. Die Oberseite ist glatt und mattgrün, die Unterseite gräulich und leicht behaart. Die Rhachis ist drüsig-flaumhaarig. Die Einzelblüten sind bis zu 6,4 cm im Durchmesser und zartrosa. Die Petalen sind verkehrt-herzförmig und tief und grob gekerbt. Die Antheren sind gelb. Das kugelige Hypanthium ist von blassen Stacheln bedeckt. Die Kelchblätter sind 1,3 cm lang und lanzettförmig. Zwei Abbildung 14: Hagebutten von R. stellata Myrifica ; Q:B&D von ihnen sind fiederteilig gelappt und haben eine löffelähnliche Spitze. Die Außenseite ist drüsig und stachelig, die Ränder sind wollig behaart. Die Hagebutten sind halbkugelig mit abgeflachter Spitze und nicht fleischig. Sie sind stachelig und bräunlich rot. Die bleibenden Kelchblätter krönen die Spitze der 1,3 cm breiten Butten (BEAN, 1980). Die analysierten Hagebutten von R. stellata Myrifica wurden im Europa-Rosarium Sangerhausen gesammelt.

35 Theoretische Grundlagen Die Carotinoide Vorkommen und Funktion Carotinoide sind fettlösliche farbige Pigmente, die im Pflanzenreich sowohl in allen grünen Blättern als auch in gelben, orangen und roten Früchten (also ubiquitär) enthalten sind. Ihr Name leitet sich von der Karotte (Daucus carota) ab, aus der die ersten Carotinoide extrahiert wurden. Mit ca. 600 verschiedenen natürlich vorkommenden Vertretern stellen sie die größte Gruppe natürlicher Pigmente dar. In den Blättern sind sie akzessorische Pigmente des Fotosyntheseapparates. Sie erweitern das Spektrum des eingefangen Lichtes. Zusätzlich haben sie eine wichtige Schutzfunktion: Sie quenchen (engl. to quench: löschen, unschädlich machen) Reaktive Sauerstoffspezies (ROS), z.b. Singulett-Sauerstoff 1 O 2, die bei der Fotosynthese entstehen. Dadurch wird eine Fotooxidation des Chlorophylls verhindert und auch andere Moleküle geschützt. In Früchten kommt Carotinoiden hauptsächlich Signalfunktion zu. Die leuchtende Farbe der Früchte lockt Tiere, die als Verbreiter der Samen dienen (siehe Abschnitt zu den Hagebutten). Tiere und Menschen können Carotinoide nicht selbst synthetisieren, sind aber in der Lage, die mit der Nahrung aufgenommenen Carotinoide im eigenen Stoffwechsel in eigene Metabolite umzuwandeln. Die wichtigste Funktion kommt im Rahmen dessen den Carotinoiden als Vorstufen zum Vitamin A zu. Darüber hinaus agieren Carotinoide auch im menschlichen Körper als Antioxidantien, indem sie ROS binden und so Zellschädigungen vermeiden helfen. Sie verhindern durch Binden von freien Radikalen die oxidative Degeneration der Lipide in Zellmembranen und im Blut. Dadurch beugen sie Herz- und Gefäß-Krankheiten vor (BÖHM, 2007).

36 Theoretische Grundlagen Chemie und Struktur Chemisch sind Carotinoide Terpene. Die Terpene gehören zur großen Gruppe der sekundären Pflanzenstoffe; sind also Metabolite, die nicht direkt dem Wachstum und der Entwicklung der Pflanzen dienen und nicht in jeder Zelle vorhanden sind. Oft haben sekundäre Pflanzenstoffe aber große Bedeutung für den Menschen, sei es als Duft- oder Arzneistoffe oder in einer anderen Verwendung. Terpene bestehen immer aus C 5 -Einheiten (Isoprenoid-Einheiten), alle Carotinoide aus 8 von diesen. Sie besitzen also immer 40 Kohlenstoffatome und werden Tetraterpene genannt. Die konjugierten Doppelbindungen der Carotinoide sind verantwortlich für ihre Farben. Der Bereich der Moleküle, der diese alternierenden Doppel- und Einfachbindungen aufweist, absorbiert bestimmte Bereiche des Lichtes und gibt diese wieder ab. Die meisten Carotinoide kommen in verschiedenen (geometrischen) Konfigurationen vor. Dargestellt wird hier, mit Ausnahme des Lycopins, die (all-e)- Konfiguration. Es lassen sich zwei Gruppen von Carotinoiden unterscheiden: die Carotine, reine Kohlenwasserstoffe, und deren sauerstoffhaltigen Derivate, die Xanthophylle. Folgend werden die für diese Arbeit relevanten, in den Hagebutten nachgewiesenen Carotinoide kurz vorgestellt.