Soilborne fungi on tomato: metabolite dynamics and root exudate mediated interactions in monoculture and intercropping systems
Abstract
Pflanzen interagieren als dynamische, sensitive Organismen über ein komplexes Kommunikationssystem mit ihrer Umwelt. Trotz intensiver Forschungsarbeiten an Interaktionen zwischen Pflanzen bzw. Pflanzen und Mikroorganismen versteht man Kommunikationsmechanismen im Wurzelbereich heute erst ansatzweise. Man weiß, dass sich ober- und unterirdische Prozesse in der Pflanze gegenseitig beeinflussen und benachbarte Pflanzen die Entwicklung einer Pflanze fördern oder behindern können. Pflanzenkeimlinge werden bereits von einer Vielzahl von Mikroorganismen kolonisiert, die einen positiven oder negativen Einfluss auf die Entwicklung ihres Pflanzenwirts haben können. Sekundären Pflanzeninhaltstoffen kommt in diesen Prozessen eine wesentliche Bedeutung zu, beispielsweise in der Pathogenresistenz oder der Ausbildung von Farbe, Geschmack und Geruch. Zudem können sie als Antioxidantien gesundheitsfördernd wirken und stellen damit auch wichtige Qualitätsparameter dar. Unser Interesse gilt den Interaktionen von pathogenen und symbiotischen Pilzen in Mono- und Mischkulturen und umfasst ein Modellsystem bestehend aus dem Erreger der Tomatenwelke Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, dem Mykorrhizapilz Glomus mosseae, und der Tomate. Zusätzlich werden Mischkulturen mit Pflanzen mit bekanntermaßen stimulierenden oder hemmenden Effekten auf die Tomate in den Versuchsansatz integriert. Ziel dieses innovativen Modellansatzes ist die Erforschung der Auswirkungen der Besiedelung der Wurzel mit verschiedenen Pilzen auf die Qualität des Stoffwechsels in unter- und oberirdischen Pflanzenorganen. Folgende Hypothesen getestet werden: (1) Die Besiedelung von Wurzeln mit pathogenen Pilzen und Mykorrhizapilzen bewirkt spezifische Veränderungen im Metabolitenprofil von Pflanzenorganen und Wurzelexsudaten der Wirtspflanzen; (2) über Wurzelexsudate beeinflussen diese Veränderungen im Metabolitenprofil die Entwicklung bodenbürtiger Pilze und (3) unterschiedliche Nachbarpflanzen stellen spezifische Einflussfaktoren auf diese Prozesse dar. Die Forschungsarbeiten sollen die wechselseitigen Beeinflussungen in Form von Verschiebungen im Stoffwechselprofil von Wurzeln, Spross und Früchten sowie von Wurzelexsudaten der untersuchten Pflanzen aufzeigen. Im Gegensatz zu zahlreichen bisher durchgeführten Untersuchungen stehen bei diesem Forschungsvorhaben vor allem multitrophische Effekte (oberirdisch-unterirdisch) und quasi-allelopathische Faktoren (Pflanze-Pflanze) im Zentrum der Betrachtungen. Die phytopathologische Betrachtung wird um eine ökologische Komponente erweitert und der innovativer Ansatz gleichzeitig auf seine Tauglichkeit getestet, verbesserte Einsichten zu erhalten.
pathogene Bodenpilze Mykorrhiza Metabolite profiling Wurzelexsudate Tomate
Publikationen
Changes in root exudate composition mediated by pathogenic and mycorrhizal fungi in tomato (Solanum lycopersicum L.)
Autoren: Hage-Ahmed K., Chobot V., Postl W., Voglgruber A., Hadacek F., Steinkellner S. Jahr: 2009
Conference & Workshop proceedings, paper, abstract
Alteration of plant metabolites and root exudate-mediated interactions by pathogenic and mycorrhizal fungi in tomato
Autoren: Hage-Ahmed K., Chobot V., Postl W., Voglgruber A., Hadacek F., Steinkellner S. Jahr: 2009
Conference & Workshop proceedings, paper, abstract
The effect of Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici and the arbuscular mycorrhizal fungus Glomus mossaes on tomato (Solanum lycopersicum L.) intercropped with cucumber (Cucumis sativus L.)
Autoren: Hage-Ahmed, K., Chobot, V., Voglgruber, A., Hadecek, F., Steinkellner, S. Jahr: 2010
Conference & Workshop proceedings, paper, abstract
Alteration of root morphology of tomato roots due to Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, arbuscular mycorrhizal fungi and phosphorous supply
Autoren: Horner, A., Hage-Ahmed, K., Langer, I., Steinkellner, S. Jahr: 2010
Conference & Workshop proceedings, paper, abstract
Root exudate-mediated effects of arbuscular mycorrhizal fungi on the soil-borne tomato pathogen Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici
Autoren: Hage-Ahmed, K; Moyses, A; Voglgruber, V; Hadacek, F; Steinkellner, S Jahr: 2013
Conference & Workshop proceedings, paper, abstract
Compost and Biochar alter root exudation and root morphology in Fusarium oxysporum infected tomato plants
Autoren: Steinkellner, S. Hage-Ahmed, K., Akhter A., Morauf, C. Jahr: 2015
Conference & Workshop proceedings, paper, abstract
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Siegrid Steinkellner
Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Siegrid Steinkellner
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Projektleiter*in
01.10.2008 - 28.02.2013
Karin Hage-Ahmed
Dipl.-Ing. Dr. Karin Hage-Ahmed
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Projektmitarbeiter*in
01.10.2008 - 28.02.2013
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