Die modernen Fruchtfolgeforschung am Institut hat sowohl die Schwaechen hackfruchtintensiver als auch getreidereicher Anbausysteme deutlich werden lassen. Bei intensiver mineralischer und organischer Duengung sowie entsprechender Bodenbearbeitung ist es in beiden Systemen moeglich, den Fruchtbarkeitszustand des Bodens auf ein hohes Niveau anzuheben. Die entsprechende Transformation in Leistung bzw. Ertrag bleibt vielfach aus, da sie durch tierische und pilzliche Schaderreger unterbrochen bzw. verhindert wird. Diesen Engpass zu vermeiden, werden in den Faellen, in denen eine Sanierung mit Acker- und Pflanzenbaulichen Massnahmen nicht moeglich ist, in den hackfruchtbetonten Fruchtfolgen Nematizide, in den Getreidefolgen systemische Fungizide in verschiedenen Konzentrationen eingesetzt. Der artspezifischen Verunkrautung wird durch Herbizide auf neuer Wirkstoffbasis begegnet.
Pflanzen-parasitäre Nematoden (PPN) sind ökonomisch wichtige bodenbürtige Schädlinge, die für etwa 12.6% der Ernteverluste verantwortlich sind. Nematizide sind weitestgehend aus der Zulassung gefallen und resistente Sorten sind häufig nicht verfügbar oder nicht profitabel. Daher werden dringend wirksame, nachhaltige Methoden zur Kontrolle von PPN benötigt. Kulturpflanzen sind Teil multi-organismischer Assoziationen, dem Phytobiom, das sie bei der Abwehr von PPN unterstützt. Pflanzen verändern das Mikrobiom im Rhizosphärenboden und können so die nachfolgend im gleichen Boden wachsende Pflanze beeinflussen. Das könnte die Grundlage für das Pflanze-Boden-Feedback sein, der oft in Fruchtfolgen beobachtet wird und für die Kontrolle von PPN genutzt werden könnte. Die Umsetzung der europäischen Eiweiß-Strategie führt zu wachsenden Anbauflächen von geeigneten Sojasorten. Wir konnten zeigen, daß Läsionsnematoden (RLN, Pratylenchus spp.) den deutschen Sojaanbau schädigen, insbesondere durch Beeinträchtigung der symbiotischen N2-Fixierung. Durch Inokulation bestimmter Mikrobiome aus der Rhizosphäre anderer Pflanzen konnten wir Wurzelinvasion und Vermehrung von RLN an Soja reduzieren. In dieser Studie wollen wir dieses Pflanze-Boden-Feedback von solchen Vorfrüchten verstehen, die über die Modulation des Mikrobioms in der Rhizosphäre von Soja gegen RLN wirken. Es wird untersucht, welche Mikroorganismen mit der Unterdrückung von RLN einhergehen, und wie stark der Effekt von der Zusammensetzung des anfänglichen Mikrobioms im nichtdurchwurzelten Boden abhängt. Die Mechanismen der Suppression von RLN werden analysiert (direkter oder Pflanze-vermittelter Antagonismus), und wie suppressive Mikrobiome die Reaktion der Pflanze auf Invasion von RLN verändern.
Reduktion von pflanzenparasitären Nematoden in intensiv ackerbaulich genutzten Böden. Ölrettich, Weißer Senf und Sareptasenf speichern in ihren Zellen Glucosinolate und das Enzym Myrosinase. Beim Zersetzen der in den Boden eingearbeiteten Pflanzenmasse reagieren diese Substanzen zu Isothiocyanaten. Diese Verbindungen sind nematizid wirksam. Derzeit werden verschiedene Saatgutmischungen im Versuch getestet mit dem Ziel, durch optimale Zusammensetzung eine bestmögliche Bekämpfung zu erreichen. Versuchsfrage ist zudem, wann und wie die Zwischenfrüchte in den Boden eingearbeitet werden müssen. 1 Parzellenversuch pro Jahr, verschiedenen Sorten, 4 Wiederholungen.
Untersuchungen zum Auftreten, zur Verbreitung und Bedeutung des Ruebenkopfaelchens in verschiedenen Zuckerruebenanbaugebieten und Fruchtfolgesystemen. Einfluss oekologischer Faktoren auf den Frueh- und Spaetbefall. Bekaempfung des Nematoden und Schadensminderung durch den Einsatz nematizider Granulate, antagonistischer Zwischenfruechte und angepasster Fruchtfolgen. Entwicklung integrierter Bekaempfungssysteme.
Basidiomyceten produzieren eine Vielzahl bioaktiver Sekundärmetabolite aus den verschiedensten Stoffklassen. Die Biogenese wurde bisher fast ausschließlich mit Hilfe von in vivo-Einbauversuchen untersucht. Fast nichts ist jedoch über die molekularbiologischen Grundlagen bekannt. In dem Projekt sollen am Beispiel nicht-ribosomaler Peptidsynthetasen (NRPS) erste Einblicke in dieses Gebiet gewonnen werden. Da die meisten interessanten Metabolite dem Stoffwechsel von Homobasidiomyceten entstammen, soll mit dieser Gruppe begonnen werden. Als Einstieg wurden (zyklische) Peptide gewählt, da unsere Arbeitsgruppe hier bereits umfangreiche Vorarbeiten vorweisen kann. In Omphalotus olearius konnten wir bereits ein komplettes NRPS-Biosynthecluster und drei Genfragmente mit NRPS-Homologie identifizieren. Diese sollen jetzt genauer analysiert werden in Hinblick auf die Genstrukturen, das Gencluster, die Enzyme und die Produkte. An NRPS-Produkten sind bei O. oleariusbisher die von uns gefundenen nematiziden Omphalotine und Ferrichrom A bekannt. Mit dem Ferrichrom A Synthetasegen ist es erstmals gelungen, ein NRPS-Gen in einem höheren Basidiomyceten zu identifizieren und zu analysieren, außerdem handelt es sich bei dem Gencluster um das erste in einem Homobasidiomyceten identifizierte Biosynthesegencluster. Die Omphalotine zeigen eine sehr spezifische Toxizität gegenüber phytopathogenen Nematoden, während andere Bodenorganismen und Pflanzen kaum oder überhaupt nicht beeinflusst werden, wirken schon in sehr geringen Konzentrationen und werden im Boden problemlos abgebaut. Somit entspricht diese Wirkstoffgruppe sehr gut den gehobenen Ansprüchen des modernen, nachhaltigen Pflanzenschutzes. Aufgrund der hervorragenden Wirkung und Umweltverträglichkeit gibt es bisher kein vergleichbares Produkt am Markt oder in der Entwicklung. Die Identifizierung von Genclustern, die für Peptidsynthetasegene sowie modifizierende Enzyme kodieren, können als Grundlage zum Auffinden weiterer Gene, die für die Synthese interessanter Wirkstoffe in anderen Homobasidiomyceten essentiell sind, dienen.