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Sebacinales und Mykorrhiza in der Pflanzengesundheit

Projektleitung
Hage-Ahmed Karin, Projektleiter/in
Laufzeit:
01.05.2017-30.04.2020
Programm:
Einzelprojekte
Art der Forschung
Grundlagenforschung
Mitarbeiter/innen
Böhmdorfer Stefan, Projektmitarbeiter/in
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Abteilung für Chemie nachwachsender Rohstoffe (Chemie NAWARO)
Abteilung Pflanzenschutz (PS)
Gefördert durch
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) , Sensengasse 1, 1090 Wien, Österreich
Abstract
Bodenbürtige Krankheitserreger stellen aufgrund ihrer Langlebigkeit im Boden und ihrer schwierigen Bekämpfung eine besondere Herausforderung für den Pflanzenschutz dar. Die zunehmenden Verbote von synthetischen Fungiziden und das wachsende Verlangen der Konsumentinnen und Konsumenten nach biologisch produzierten Nahrungsmitteln erfordern die Entwicklung von alternativen Gegenmaßnahmen, um langfristig hochwertige pflanzliche Produkte bereitstellen zu können. Eine mögliche Alternative baut dabei auf die Verbesserung der Pflanzengesundheit durch den Einsatz positiv wirkender Mikroorganismen. Diese können Pflanzenkrankheiten mittels spezifischer Mechanismen, wie direktem Antagonismus oder der Induzierung der Pflanzenabwehr, reduzieren. In diesem Projekt liegt der Fokus auf arbuskulären Mykorrhizapilzen und endophytischen Pilzen. Beiden Pilzgruppen ist es möglich, die Wurzeln ihrer Wirtspflanzen zu kolonisieren, die Physiologie dieser zu verändern und dadurch bedingt die Wirtspflanzenresistenz zu erhöhen. Obwohl einige endophytische Sebacinales ursprünglich aus Mykorrhizasporen isoliert wurden, gibt es nahezu keine Informationen über mögliche Interaktionen in Bezug auf die Pflanzengesundheit.
Für dieses Forschungsvorhaben wurden neben dem arbuskulären Mykorrhizapilz Funneliformis mosseae zwei Sebacinales-Arten ausgewählt, die bislang noch weitgehend unerforscht sind: Serendipita williamsii und Serendipita herbamans. Beide Arten wurden aus europäischen Böden isoliert. Mögliche Effekte auf das Pflanzenwachstum bzw. ihre Biokontrollaktivität gegenüber bodenbürtigen Schaderregern sind daher von besonderer Relevanz für die gegebenen Umweltbedingungen.
Die Forschungsarbeiten zielen darauf ab anhand der Kultur- und Modellpflanze Tomate einerseits die genauen Kolonisierungsprozesse der Wurzeln durch diese beiden Pilze und andererseits das Biokontrollpotential gegen das bodenbürtige Welkepathogen, Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, aufzuklären. In einem weiteren Forschungsansatz werden mögliche synergistische Effekte zwischen den ausgewählten Sebacinales und dem arbuskulären Mykorrhizapilz auf das Pflanzenwachstum und Biokontrolleffekte gegen das Fusariumwelkepathogen bearbeitet.
Die Interaktionen zwischen Tomatenpflanzen, dem Schaderreger und den potentiellen Biokontrollorganismen werden in Glashaus- und in in-vitro-Versuchen und mittels unterschiedlicher Mikroskopietechniken untersucht. Weiters erfolgt eine molekularbiologische Analyse der für die Pflanzenabwehr relevanten Gene und auch die Untersuchung sekundärer Pflanzeninhaltsstoffe mittels chromatographischer Methoden.
Dieses Forschungsvorhaben besitzt hohes innovatives Potential, da die erfolgreiche Etablierung dieses Modellsystems, basierend auf in Europa heimischen Organismen, dazu beitragen kann, nachhaltige Pflanzenschutzkonzepte auf der Basis neuer Mikroorganismenkombinationen zu entwickeln.

Schlagworte
Botanik; Mykologie; Pflanzenernährung; Pflanzenschutz;
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