Ziel des Projektes ist die Prüfung der Erfolgsaussichten für Substanzen(Hefeextrakte, Chitosan) mit pflanzenstärkenden und Elicitoreigenschaften zur Stabilisierung der Erträge und Verbesserung der Pflanzengesundheit im Kartoffelbau mit dem langfristigen Ziel der Reduktion des Einsatzes von chemischen und kupferhaltigen Fungiziden. Die Ergebnisse der in vitro, im Gewächshaus, sowie im Feld unter gemäßigten und subtropischen Bedingungen durchgeführten Forschungsarbeiten bilden die Grundlage zur Ableitung von Kriterien zur Beurteilung der Effektivität von Pflanzenstärkungsmitteln sowie zur Entwicklung von Anwendungsprotokollen. Die folgenden Zwischenergebnisse können formuliert werden: Pflanzenstärkungsmittel unterscheiden sich hinsichtlich der Wirksamkeit auf Ertragsparameter sowie gegenüber Krautfäule(Phytophthora infestans) und Dürfleckenkrankheit (Alternaria solani). Die Wirkung von Pflanzenstärkungsmitteln auf Parameter von Ertrag und Pflanzengesundheit wird durch die natürlichen Bedingungen während der Anwendung modifiziert. Der Einsatz von Pflanzenstärkungsmitteln ist besonders aussichtsreich bei der Produktion von gesundem Kartoffelpflanzgut ausgehend von Gewebekulturmethoden.
Programmierter Zelltod als Voraussetzung für Entwicklung und Ertrag von Nutzpflanzen wird von Papain-artigen Cystein-Endopeptidasen bewerkstelligt, die ein KDEL-Rückhaltesignal für das Endoplasmatische Reticulum am C-Terminus tragen und nur in Pflanzen vorkommen. Wir möchten ihre Funktion im entwicklungsbedingten Zelltod, d. h. in der Gametophytenentwicklung, in der Samen- und in der Fruchtreifung, sowie in der Pathogenabwehr, d. h. nach Infektion mit biotrophen (Erysiphe cruciferarum), mit hemi-biotrophen (Piriformospora indica) und mit necrotrophen Pilzen (Alternaria brassicicola) untersuchen.
Quarantäne- und Schlüsselkrankheiten (z.B. M. fructicola, resp. Alternaria spp.), welche im Ausland großen Schaden verursachen, bedrohen auch den Schweizer Kern- und Steinobstbau. Effiziente, moderne und nachhaltige Bekämpfungsstrategien von Quarantäne- und Schlüsselkrankheiten zielen auf deren Früherkennung und die Minimierung des Risikos einer Einschleppung resp. einer Ausbreitung. Eine eindeutige Identifikation und eine rasche Bekämpfung bei Auftreten sind zwingend. Je nach Organismus sind klassische oder molekularbiologische Diagnosemethoden erforderlich, um die Bestimmung der Gattung oder der Art zu erreichen. Bekämpfungskonzepte für Quarantäne- und Schlüsselkrankheiten müssen an die Schweizer Verhältnisse angepasst werden. Bei der Schlüsselkrankheit Apfelschorf (Venturia inaequalis) kann der Fungizideinsatz unter anderem durch tolerante/immune Pflanzen reduziert werden. Die Züchtung dieser Sorten braucht vertiefte Kenntnisse der Pflanze, des Pathogens und der Interaktion zwischen Pflanze und Pathogen. Für die Wahl der in der Züchtung anzuwendenden Resistenzgene sind bei der Pflanze Kenntnisse über die Organisation von Resistenzgenen im Genom und die Verfügbarkeit von effizienten molekularen Markern erforderlich. Zusätzlich müssen Informationen über die Existenz, Verbreitung und genetische Diversität von virulenten Pathogen-Stämmen zur Verfügung stehen (z. B. Apfelschorf siehe die ACW Initiative 'Monitoring von Apfelschorf Virulenzen', www.vinquest.ch). Populations-Struktur, -Eigenschaften und -Dynamik der Pathogene liefern Erkenntnisse, die für die Entwicklung von Bekämpfungsstrategien erforderlich sind. Die angekündigte Reallokation kann die Erreichbarkeit der Ziele negativ beeinflussen.
Im Petersilienanbau ist mit zunehmend milder, feuchter Witterung das Krankheitsrisiko durch einen 'neuen' Erreger, dem Falschen Mehltau, stark gestiegen, so dass ohne intensive Bekämpfung ein Anbau kaum noch praktikabel ist. Seit 2000 hat der Falsche Mehltau andere Blattfleckenerreger wie Septoria oder Alternaria zunehmend verdrängt. In heißen Sommermonaten tritt verstärkt der Echte Mehltau auf, der in Topfkulturen bereits das Hauptproblem ist. Fungizide sind hier wegen fehlender Daten zur Epidemiologie und des erheblichen Risikos von Rückständen im Erntegut nur begrenzt einsetzbar. Zur Sortenanfälligkeit gegen beide Erreger liegen nur wenige, teils widersprüchliche Angaben vor. Projektziel ist die Erarbeitung und Evaluierung von Methoden, die der Züchtung ein verlässliches, routinemäßiges Screening von Petersilien-Zuchtmaterial auf seine Anfälligkeit für Echten und Falschen Mehltau in möglichst kurzer Zeit erlauben. Hierbei sind besonders die Grunddaten zur Biologie und Epidemiologie beider Erreger zu untersuchen. Untersuchungen zum Einfluss verschiedener Klimafaktoren wie Temperatur, Luftfeuchte und Licht auf den Infektionsverlauf, Sporulation, Sporenkeimung bzw. Zoosporangienbildung sowie zum Einfluss des Blattalters auf die Anfälligkeit und Inkubationszeit bilden die Grundlage für die Entwicklung der Screening-Testmethodik. Mit der Charakterisierung von Isolaten an einem Testpflanzensortiment sollen potenzielle Pathotypen differenziert werden. Zur Evaluierung der Methode sind zweijährige Gewächshaus- und Feldversuche geplant. Die Ergebnisse ermöglichen den Züchtern, mit einfach anzuwendenden, verlässlichen Methoden die Resistenzeigenschaften von Sorten und Zuchtmaterial gegen Echten und Falschen Mehltau zu prüfen. Dies ist die Voraussetzung für eine effiziente Selektion von Sortenkandidaten auf das Merkmal Resistenz gegen Echten und/oder Falschen Mehltau. Die Züchtung von widerstandsfähigen Sorten gegen diese beiden Schaderreger wird erheblich beschleunigt werden.
Der Krankheitsdruck pilzlicher Schaderreger auf Ackerpflanzen hängt von einem ganzen Komplex verschiedener Parameter ab: die jeweiligen Witterungsbedingungen des Anbaujahres, die spezifische Sortenanfälligkeit, die agrotechnischen Parameter wie Aussaatzeitpunkt, Bestandesdichte, N-Versorgung, Bodenbearbeitung und Vorfrucht. Auch die unterschiedlichen Bodeneigenschaften innerhalb eines Ackers können zu unterschiedlichem Befall der Pflanzen mit phytopathogenen Pilzen führen. Erhebungen zur wirklichen Kontamination von Getreide mit Pilzen der Gattungen Fusarium und Alternaria sowie deren Mykotoxinen sollen die Gefährdung der tierischen und menschlichen Gesundheit einschätzen, eine Wichtung der Einflußfaktoren kann dann zu gezielten Minimierungs- oder Vermeidungsstrategien führen.
Die Getreidequalität kann durch Schimmelpilzbefall und oftmals damit einhergehende Bildung gesundheitsschädlicher Mykotoxine erheblich gemindert werden. Da bisher die Bedeutung mikrobieller Interaktionen für die Mykotoxinbildung noch unbekannt ist, soll sie am Beispiel verschiedener Interaktionsmodelle des Schimmelpilzes Fusarium graminearum (Wildtyp bzw. tri5-Mutante, die keine Trichothecene bilden kann) mit Alternaria alternata, Penicillium verrucosum und Aspergillus ochraceus vor dem Hintergrund der Mykotoxinbildung bei verschiedenen Temperatur- und Feuchtebedingungen untersucht werden. Weiterhin sollen diese Interaktionsmodelle auf in vivo-Bedingungen, z.B. bei der Lagerung von Weizen, übertragen werden und Ergebnisse dazu liefern, wie sich die Interaktionen der Schimmelpilze auf die Mykotoxinbildung auswirken. Zur Charakterisierung der Interaktionen soll der Wachstumsverlauf der Schimmelpilze mittels Real-time-PCR quantitativ verfolgt und in Bezug zu den Mykotoxingehalten gesetzt werden. Ergänzend soll die Expression der Trichothecenbildung von F. graminearum auf RNA-Ebene mittels RT-PCR analysiert werden. Ausgehend von der tri5-Mutante sollen unbekannte, mit der DON-Bildung bei F. graminearum assoziierte Proteine anhand vergleichender Proteomanalysen identifiziert werden.
Es werden Phytotoxine aus Alternaria species isoliert und deren Bindung in der Pflanze, ihre Wirkung auf die Pflanze sowie ihr evtl. Metabolismus in der Pflanze untersucht.
Eine Zunahme atopischer Erkrankungen in den Industrielaendern wird heute intensiv diskutiert. Dabei wird angenommen, dass wohnungshygienische Bedingungen durch Foerderung des Pilzwachstums eine wesentliche Rolle spielen. Es besteht Grund zur Annahme, dass Schimmelpilze mit 30,8 Prozent die haeufigsten Allergene sind. Die verschiedenen Expositionsmoeglichkeiten, darunter auch die der Wohnungshygiene, sind von grossem epidemiologischem Interesse, denn Pilzallergene koennen bei Asthmapatienten vitale Bedrohungen hervorrufen. In der vorliegenden Studie wurde der Zusammenhang zwischen der wohnungshygienischen Situation einschliesslich der Pilzsporenbelastung der Raumluft, der Neigung zu allergischen Reaktionen, va der Hyperreagibilitaet der Atemwege und der klinischen Situation der Patienten untersucht. Die vorliegenden Ergebnisse betreffen den Immunstatus der Patienten hinsichtlich ihrer Bildung Schimmelpilz-spezifischer IgE- und IgG-Antikoerper. Der Schwerpunkt der serologischen Studie umfasst die drei hyalinen Schimmelpilzgattungen Aspergillus, Penicillium und Chrysosporium, sowie die drei Schwaerzepilze (Dematiaceae) Helminthosporium, Alternaria und Cladosporium. Saemtliche Pilzgattungen sind schnellwachsende, substratanspruchslose Schimmelpilze, die massenhaft vegetative Konidiosporen bilden, und zwar in einer morphologischen Konfiguration, die die Verbreitung durch die Luft beguenstigt. Diese Schimmelpilze sind darueber hinaus fuer ihre ausgepraegte Antigenitaet und Immunogenitaet bekannt. An Blutserumproben der Probanden wurden praezipitierende IgG-Antikoerper (AK) gegen die genannten sechs Schimmelpilzgattungen und IgE-AK gegen 11 Schimmelpilzgattungen (16 artspezifische Pilzantigene) bestimmt. Dabei wurden folgende Erkenntnisse gewonnen: Bezueglich der Produktion des IgG-AKs auf Schimmelpilzexposition konnte festgestellt werden, dass der Anteil positiver Reagenten von kleiner als 8 Prozent bei Aspergillus und Helminthosporium bis zu 100 Prozent Positivitaet bei Cladosporium reicht. Ein voellig anderes Bild bot das Ergebnis nach Messung der IgE-AK. Den geringsten Positivgrad zeigten Alternaria und Aspergillus, den hoechsten Helminthosporium. Aus dem summarischen Vergleich zwischen positiven IgG- und IgE-Reagenten ergab sich, dass die beiden Antikoerperklassen voneinander weitgehend unabhaengige immunologische Reaktionssysteme darstellen, dh die Stimulierung von AK beider Immunglobulinklassen erfolgt weitgehend ohne gegenseitige Beeinflussung. Eine entscheidende Information war bei dem individuellen Probanden die jeweilige Haeufigkeit des gepaarten Auftretens von IgG- und IgE-Positiv-Reaktionen. Es gab keine gepaarten Positivreaktionen bei Aspergillus und Helminthosporium, bei Penicillium hatte gut die Haelfte der IgE-positiven Reagenten ...
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