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Monitoring der Pathogenität von Rübenzystennematoden zur Absicherung der Bereitstellung von Rohstoffen mit toleranten Zuckerrübengenotypen

Der Rübenzystennematode, Heterodera schachtii, verursacht weltweit hohe wirtschaftliche Schäden im Zuckerrübenanbau. Auf Standorten mit Nematodenbesatz werden daher zunehmend Genotypen angebaut, die gegenüber dem Befall mit H. schachtii tolerant sind. Ziel des Verbundprojektes ist es, die Wirt-Parasit-Interaktionen zwischen Rübenzystennematoden und toleranten Zuckerrüben zu beschreiben und die Mechanismen von Resistenz und Toleranz zu ermitteln. Darüber hinaus soll festgestellt werden, ob verschiedene Feldpopulationen von H. schachtii eine unterschiedlich hohe Virulenz gegenüber toleranten Zuckerrübengenotypen besitzen und ob diese durch wiederholte Selektion beeinflusst werden kann. Mehrjährig durchgeführte Feldversuche in Kooperation mit vier Zuchtunternehmen dienen dazu, die Nematodenvermehrung an verschiedenen Zuckerrübensorten unter landwirtschaftlichen Bedingungen zu bewerten. Die Ergebnisse der Untersuchungen sollen dazu beitragen, Zucht- und Anbaustrategien weiterzuentwickeln und den Zuckerrübenanbau in Deutschland langfristig zu sichern.

Abundanzdynamik des Ruebenzystennematoden (Heterodera schachtii) in rekultivierten Neulandboeden und im Tagebauvorfeld unter Beruecksichtigung pilzlicher Antagonisten und dichteregulierender Massnahmen

Untersuchungen ueber die Gradationen von Heterodera schachtii auf Neulandboeden. Erfassung der Abundanzdynamik von H. schachtii auf Neulandboeden. Erfassung der Abundanzdynamik von H. schachtii und von pilzlichen Antagonisten in Abhaengigkeit von der Rekultivierungsart, dem Alter der Neulandboeden und der Bewirtschaftung. Erforschung der Moeglichkeiten und Verfahren zur Foerderung des antagonistischen Potentials und der biologischen Bekaempfung von H. schachtii auf rekultivierten Neulandboeden.

Populationsdynamik von Heterodera schachtii unter resistenten Zuckerruebensorten

Die Leistung nematodenresistenter Zuckerruebensorten soll auf verschiedenen Standorten bei unterschiedlichem Nematodenbesatz bestimmt werden. Es werden Erkenntnisse zur Resistenz und zur Toleranz der Sorten erwartet. Die Ergebnisse sollen die Methodik der amtlichen Resistenzpruefung fuer das Bundessortenamt ergaenzen und absichern.

Entwicklung molekularer Marker fuer die Resistenz gegen den Nematoden Heterodera schachtii aus Raphanus

In der Gattung Raphanus liegt Resistenz gegen den Ruebennematoden Heterodera schachtii vor. Fuer eine effektive Uebertragung der Resistenz in anfaellige Brassica-Formen wie Raps werden molekulare Marker entwickelt. Dazu werden von Raphanobrassica-Bastarden durch wiederholte Rueckkreuzungen Raps-Nachkommenschaften mit addierten Fremdchromosomen erzeugt. Diese werden mittels cytologischer Methoden (FISH und GISH) auf Anwesenheit einzelner Raphanus-Chromosomen untersucht. Nach Auffinden von Korrelationen zwischen Raphanus-Chromosomen und Nematodenresistenz erfolgt die molekulare Analyse zur Entwicklung resistenzspezifischer Marker.

Einfluss von Umweltfaktoren und Anbausystemen auf die Wirt-Parasit-Beziehung und die Populationsdynamik von Heterodera schachtii und Entwicklung eines mathematischen Modells zur Ermittlung optimaler Strategien zur integrierten Bekaempfung

Die nematologische Arbeitsgruppe fuehrt Gewaechshaus- und Klimakammerversuche unter kontrollierten Bedingungen durch, um den Effekt von Temperatur und Feuchtigkeit sowie der Populationsdichte auf die Entwicklung von Heterodera schachtii quantitativ zu bestimmen. Diese Daten dienen dazu, die Parameter des mathematischen Modells zu schaetzen. Gleichzeitig werden im Freiland Daten ueber den Einfluss der Umweltbedingungen und dreier Anbausysteme mit unterschiedlichen Bekaempfungsmassnahmen auf die Populationsentwicklung erhoben. Diese werden dazu verwendet, die Vorhersagegenauigkeit des auf Grund von Vorarbeiten und den gesammelten Labordaten entwickelten Modells zu testen. Es ist das Ziel des geplanten Forschungsvorhabens, ein mathematisches Modell der Populationsdynamik von Nematoden (Heterodera schachtii) zu entwerfen, das es ermoeglicht, die Entwicklung einer Nematodenpopulation in Abhaengigkeit relevanter Witterungsparameter zu simulieren. Auf Grund dieses Modells soll dann die Auswirkung von integrierten Bekaempfungsmassnahmen fuer verschiedene Witterungsablaeufe simuliert werden. Hier wird deutlich, dass das Forschungsvorhaben nur im Rahmen eines Teams aus einer biologischen und einer mathematischen Arbeitsgruppe realisiert werden kann.

Vergleichende Untersuchungen zur Stabilisierung und Foerderung antagonistischer Rhizosphaerebakterien bei Saatgutinokulation

Aus eigenen Vorarbeiten sind Bakterienstaemme aus der Rhizosphaere der Zuckerruebe vorhanden, die nach Rueckinokulation an das Saatgut einen verringerten Fruehbefall mit dem Zystennematoden Heterodera schachtii bewirken. Mit diesen Bakterienstaemmen sollen modellhaft fuer andere antagonistische Mikroorganismen Untersuchungen zur Stabilisierung der Wirkung durch eine verbesserte Applikation an das trockene Saatgut durchgefuehrt werden. Die Saatgutapplikation bedeutet hierbei einen besonderen Stressfaktor fuer die Bakterien, die in der Regel empfindlich sind gegen unkontrollierte Austrocknung (Pseudomonas sp). Um das Ueberleben der Bakterien auf dem Saatgut zu sichern und damit eine ausreichende Ausgangspopulation zur Wurzelbesiedlung zu erhalten, sollen die Bakterien durch spezielle Formulierungen und Zusaetze einen besseren Schutz gegen den Trockenstress erhalten. Weiterhin wird geprueft, ob die Wurzelbesiedlungsfaehigkeit der Bakterien durch Naehrstoffzusaetze verbessert werden kann. Die Untersuchungsergebnisse sollen eine Basis fuer die Entwicklung praxisgerechter Applikationsverfahren fuer Rhizospaehrebakterien zur biologischen Bekaempfung bieten.

Isolierung, Charakterisierung und Ueberfuehrung eines Gens fuer Nematodenresistenz in die Zuckerruebe (Beta vulgaris L.), Teil C und D: DNA-Transfer in die Zuckerruebe sowie Vergleich der Uebertragungsrate und Resistenzauspraegung

Die Forschungsvorhaben sind Teil C und D eines Verbundprojektes, in dem die Resistenz gegen den Nematoden Heterodera schachtii mit Genvektoren in die Zuckerruebe uebertragen werden soll. Im Teilvorhaben C sollen mit Hilfe von Agrobacteriumvektoren transformierte Sprosse hergestellt, isoliert, bewurzelt und zu bluehenden Pflanzen mit Samen aufgezogen werden. Im Teilvorhaben D werden die Nematodenresistenzteste und ein Vergleich der auf konventionellem Weg durch Kreuzung und der durch Transformation erzielten Resistenten durchgefuehrt. Der Vergleich erstreckt sich auf die Gametenuebertragungsrate und die Auspraegung der Resistenz. Gleichzeitig soll ermittelt werden, ob die nematodenresistenten Genotypen die Leistungsfaehigkeit heutiger Sorten erreichen koennen.

Untersuchungen ueber die Veraenderung der Populationsdynamik von Heterodera schachtii unter dem Einfluss des Anbaus verschiedener Zwischenfruchtarten fuer die Leistung der Zuckerruebe mit dem Ziel der Ermittlung optimaler Strategien zur integrierte

Isolierung, Charakterisierung und Ueberfuehrung eines Gens fuer Nematodenresistenz in die Zuckerruebe (Beta vulgaris L.), Teil A: Versuche zur Isolierung von Genen fuer Nematodenresistenz aus Wildrueben der Sektion Patellares

In diesem Teilprojekt wird die Isolierung, Klonierung und Charakterisierung von Genen angestrebt, die in Beta-Rueben Nematodenresistenz bewirken. Ein genetisch und cytogenetisch gut charakterisiertes Ruebenmaterial steht zur Verfuegung (sa Teilprojekt C). Die Arbeiten sollen sich zunaechst auf ein Chromosomenfragment konzentrieren, das urspruenglich aus der Wildart Beta procumbens stammt, die fuer die Praxis hochrelevante Resistenz gegen das Ruebenzystenaelchen (Heterodera schachtii) traegt, und jetzt in Beta vulgaris vorliegt. Das Procumbens-Addukt ist im Karyogramm durch seine geringe Groesse cytologisch gut von den Zueckerruebenchromosomen unterscheidbar. Es sollen das Chromosomenfragment oder seine DNA isoliert, seine DNA kloniert, physikalische Karten durch 'Chromosome walking' und 'morphologische' Kartierung charakterisiert, sowie die Mechanismen der Resistenzauspraegung studiert werden. Nach Moeglichkeit sollen die Arbeiten auf die...

Einfluss von Ackerunkraeutern als Nebenwirte auf die Populationsdichte des Ruebenzystenaelchens Heterodera schachtii Schm. in verschiedenen Fruchtfolgesystemen

Mehrjaehrige Erfassung der Artenzusammensetzung von Unkrautbestaenden in verschiedenen Kulturpflanzenarten als Haupt- und Zwischenfrucht und Bodenuntersuchung auf Zystenbesatz von Heterodera schachtii. Graduelle Erfassung der pflanzenbaulichen Einflusskomponenten auf die Populationsentwicklung des Ruebenzystenaelchens innerhalb der komplexen Vorfrucht- und Nachfruchtwirkungen im Fruchtfolgeablauf.

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