Ergründung von Resistenzmechanismen und Erschließung genetischer Ressourcen aus Fragaria [F.] vesca gegen Colletotrichum [C.] acutatum [SIMMONDS] unter Berücksichtigung klimatischer Wechselwirkungen

Stipendiatin/Stipendiat: Christiane Rose

„Ergründung von Resistenzmechanismen und Erschließung genetischer Ressourcen aus Fragaria [F.] vesca gegen Colletotrichum [C.] acutatum [SIMMONDS] unter Berücksichtigung klimatischer Wechselwirkungen“

Zur Pilzbekämpfung an Erdbeeren werden protektivwirkende, umweltbelastende, chemische Pflanzenschutzmittel eingesetzt. Alternative Lösungsansätze bietet der integrierte Pflanzenschutz, welcher die Verwendung resistenter Sorten empfiehlt. Jedoch ist unwahrscheinlich aufgrund der genetischen Verarmung unter den bestehenden heutigen Hochzuchten neue, nutzbare Resistenzen zu finden. Deshalb sollte verstärkt auf die Vielfalt der Wildarten wie F. vesca zurückgegriffen werden. Dabei basiert die Resistenz entweder auf einzelnen, wirtsspezifischen Resistenzgenen (effector-triggered immunity) oder auf genetisch unspezifischen Resistenzmechanismen, wie z.B. auf Stoffwechselkomponenten der Pflanze.

Durch das vorliegende Promotionsprojekt ist zunächst das Vorkommen des Pilzes Colletotrichum [C.] acutatum in deutschen Erdbeerfeldern zu erörtern, um die Kompatibilität der Wirt-Pathogen-Wechselwirkung zu betrachten. Dazu erfolgt in der Praxis ein C. acutatum-Screening. Ein anschließender Pathogenitätstest an Fragaria [F.] vesca wird Aufschluss über die Infektiosität einzelner C. acutatum-Stämme geben. Symptomatische Bonituren ermöglichen erste Aussagen über die zugrundeliegenden Resistenzmechanismen bei F. vesca. Ergänzend werden diese Beobachtungen durch einen Vitalitätstest mittels NBT-Fällungsreaktion untersucht. Dieser dient der Beurteilung der Zellviabilität auf Basis des Redoxpotentials. Gesunde Pflanzenzellen mit aktiver Zellatmung wandeln wasserlösliches nitroblaues Tetrazoliumchlorid in einen tiefblau gefärbten Niederschlag um. Letzten Aufschluss über die Resistenz soll ein Test auf ein Resistenzgen geben. Die Resistenz gegen C. acutatum in Kulturerdbeeren assoziiert mit QTLs. Die Region eines quantitativen Merkmals (QTL) ist ein Abschnitt eines Chromosoms der nahezu immer mit dem Resistenzgen vererbt wird. Gegenüber einer symptomatischen Bonitur hat die Verwendung molekularer Marker den Vorteil, dass die Selektion von Umwelteinflüssen unbeeinflusst bleibt. Aufgrund starker Wetterextreme der vergangenen Jahre (2018/2019) werden ergänzend Wechselbeziehungen zwischen biotischen Stressoren (Pathogen) und abiotischen Faktoren (Trockenheit) berücksichtigt. Studien zeigten, dass die Konzentration an Sekundärstoffen in trockengestressten Pflanzen höher ist. Neben Jasmonsäure und Ethylen ist hier die Salicylsäure zu nennen. Diese Phytohormone regulieren in der Pflanze Wachstum und Alterung. Außerdem besitzen sie Signalfunktionen zur Stressabwehr bei abiotischen Einflüssen oder bei Befall mit Pathogenen. Interessant ist, ob die systemische Resistenz gegen Pathogene durch eine kombinierte Trockenphase positiv unterstütz werden kann. Dazu werden Salicylsäureextraktionen durchgeführt. Unter einer Stresskombination wird ein erhöhter Salicylsäuregehalt erwartet der einen positiven Einflüsse auf das Abwehrverhalten bei F. vesca hat.

Förderzeitraum:
01.02.2019 - 31.07.2023

Institut:
Hochschule Geisenheim University Institut für Bodenkunde und Pflanzenernährung

Betreuer:
Prof. Dr. Christoph-Martin Geilfus

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