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RESEARCH PRODUCT

Mycorrhiza-induced resistance against Thielaviopsis basicola in the ornemental crop Petunia hybrida

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Wurzelpathogene zeigen bedeutenden Einfluss auf die Produktion von Zierpflanzen. Vor Allem in erdelosen Produktionssystemen unter Glas verursachen sie erhebliche Verluste und ihre Bekämpfung mit konventionellen Mitteln beinhaltet normalerweise ein hoher Einsatz an Pestiziden. Ein mehr nachhaltiger Gartenbau braucht alternative Methoden, um den Eintrag dieser Chemikalien zu vermeiden. Die Einführung arbuskulärer Mykorrhizapilze (AM Pilze) in das Produktionssystem könnte ein integraler Bestandteil einer entsprechenden Strategie sein. Mykorrhizierte Pflanzen zeigen generell eine erhöhte Resistenz gegenüber bodenbürtigen Pathogenen und Nematoden. Der Erfolg einer solchen Strategie ist allerdings nicht immer vorhersagbar und die Mechanismen hinter den schützenden Effekten der Mykorrhiza sind weitgehend unbekannt.Die Zierpflanze Petunia hybrida, die von verschiedenen Wurzelpathogenen befallen wird, wurde als Modell eingesetzt, um die Mykorrhiza-induzierte Resistenz (MIR) in erdelosen Substraten zu untersuchen. Nach der Überprüfung unterschiedlicher bodenbürtiger pathogener Pilze, die Schäden in der Anzucht verursachen, wurde Thielaviopsis basicola als Pathosystem ausgewählt. Drei AM Pilzisolate wurden bezüglich ihrer Fähigkeit untersucht, Petunien gegen T. basicola zu schützen. Nur das Isolat Glomus mosseae BEG 12 konnte sowohl Krankheitssymptome, wie auch die Ausbreitung des Pathogens in der Wurzel reduzieren. Experimente mit geteilten Wurzeln zeigten in Einklang mit früheren Ergebnissen einen systemisch schützenden Effekt, der auch in den nicht-mykorrhizierten Anteilen eines ansonsten mykorrhizierten Wurzelsystems induziert werden konnte. Der AM Pilz reduzierte darüber hinaus den Bedarf an Phosphatdüngung um das Fünffache. Eine erhöhte Toleranz gegenüber hohen Salzkonzentrationen im Substrat konnte allerdings nicht erreicht werden.Um Erkenntnisse über die molekularen Mechanismen der MIR gegenüber T. basicola in Petunienwurzeln zu gewinnen, wurden durch Analyse von Expressionsmuster der bekannten Pflanzenverteidigung unterschiedliche Hypothesen überprüft. Neun Gene aus dem Jasmonatweg der durch pflanzenwachstumsfördernde Bakterien induzierten systemischen Resistenz (ISR) und drei durch Salizylsäure induzierte Gene der systemisch erworbenen Resistenz (SAR) wurden ausgewählt. Die Expressionsprofile dieser Gene deuteten darauf hin, dass die lokale MIR keinen der beiden Signalwege mit einbezieht, während die systemische MIR sowohl Elemente der ISR wie auch der SAR einbindet.Die Aktivierung von sieben AM-regulierter Gene war von der T. basicola Infektion der Petunienwurzeln nicht betroffen, das Pathogen beeinträchtigt also nicht die symbiontischen Funktionen. Die Ergebnisse deuten außerdem darauf hin, dass der Teil des Symbioseprogramms, der AM-regulierte Verteidigungsgene betrifft, zur MIR beiträgt. Die Rolle dieser Gene bei dem Phänomen bedarf weiterer Untersuchungen