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Prämunisierung (cross protection) als neue Strategie zur Bekämpfung von Phytoplasmosen im Obstbau am Beispiel der Apfeltriebsucht

Projekt


Förderkennzeichen: 2811NA062
Laufzeit: 01.10.2012 - 31.01.2016
Fördersumme: 307.749 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Apfeltriebsucht (AP), Birnenverfall (PD) und die Europäische Steinobstvergilbung (ESFY) verursachen beträchtliche wirtschaftliche Schäden. Da keine resistenten Pflanzen zur Verfügung stehen und die Vektoren nicht vollständig bekämpft werden können, ist die Kontrolle der Krankheit unbefriedigend. Die Züchtung resistenter Pflanzen bietet nur langfristig eine Lösung. Ein alternativer Ansatz ist die Verwendung avirulenter Stämme, die zur Prämunisierung eingesetzt werden können. Beobachtungen in ESFY befallenen Anlagen in Frankreich und Italien haben das Vorhandensein von schwach virulenten Stämmen und ihre Schutzwirkung nachgewiesen. Der gleiche Effekt wurde bei Apfeltriebsuchtstämmen in Deutschland beobachtet. Das Isolat 1/93 ist seit 1993 unter Beobachtung und hat bei infizierten Bäumen nie Krankheitssymptome ausgelöst. Im Rahmen des Projekts sollen vorhandene Daten durch größere Feldstudien mit dem avirulenten Stamm abgesichert werden. Außerdem sollen die molekularen und histochemischen Gründe der Schutzwirkung untersucht werden. In Pfropfungsexperimenten mit verschiedenen Unterlagen und Sorten soll die allgemeine Anwendbarkeit und Schutzwirkung des Verfahrens gezeigt werden. Eine vergleichende Genomanalyse eines virulenten und eines avirulenten Stamms wird durchgeführt, um Gene zu identifizieren, die für die Schutzwirkung verantwortlich sein können. Der Mechanismus wird zusätzlich in doppelt infizierten Catharanthus roseus Pflanzen untersucht. Transkriptionsanalysen möglicher Kandidatengene und immunohistologische Untersuchungen sollen zu einem besseren Verständnis des Phänomens führen. Das Vorhaben soll am Beispiel der Apfeltriebsucht zeigen, dass die Prämunisierung eine stabile und zuverlässige Methode ist und auch bei anderen Phytoplasmosen angewendet werden kann.

Arbeitspaket 1 (Pfropfexperimente). Zwei Pfropfexperimente mit Malus domestica und drei Gewächshausversuche mit Catharanthus roseus wurden nach künstlicher Inokulation mit unterschiedlichen Kombinationen stark und schwach virulenter Apfeltriebsuchstämme durchgeführt, um die Reaktion der Pflanzen auf die Infektionen zu beobachten.

Arbeitspaket 2 (Monitoring). In den C. roseus Versuchen zeigte sich, dass der schwach virulente Stamm nach wenigen Monaten dominiert und den stark virulenten Stamm zunehmend verdrängt. Zur Abschätzung der Situation bei den Apfelfreilandversuchen bedarf es weiterer Probenahmen.

Arbeitspaket 3 (Genomsequenzierung). Die Sequenzinformationen der Apfeltriebsuchtstämme 1/93 und 12/93 liegen vor. Das Assembly der Sequenzen wurde im guided reference Verfahren gegen die vorliegende Sequenz des Stamms AT durchgeführt. Die Sequenzen des Stamms 1/93 konnten in 13 und die des Stamms 12/93 in 20 Contigs zusammengefügt werden. Der Lückenschluss und die Verifizierung der Contiganordnung werden weiter bearbeitet.

Arbeitspaket 4 (Antiserenherstellung). Zwei Antiseren wurden hergestellt um in Immunoblotexperimenten ihre Spezifität gegen die Phytoplasmastämme 1/93 und 12/93 zu testen. Beide Kaninchenseren zeigten starke Kreuzreaktionen mit pflanzlichen Proteinen. Daraufhin erfolgte eine monospezifische IgG Reinigung eines Serums (anti-12/93). Eine erste Analyse in immunhistologischen Untersuchungen zeigte eine deutliche Reaktion mit dem Pathogenstamm 12/93.

Arbeitspaket 5 (Transkriptiomanalyse). c-DNA Bibliotheken der mRNA 1/93- und 12/93-infizierter Pflanzen sowie einer gesunden Kontrolle wurde hergestellt und sequenziert. Aufgrund der unterschiedlichen Symptomatik wurden die Proben zu unterschiedlichen Jahreszeiten entnommen. Die Anzahl signifikant unterschiedlich exprimierter Gene war zwischen den Proben im November am höchsten. Im März und August war zwischen 1/93- und 12/93 infizierten Pflanzen nur jeweils ein Gen unterschiedlich

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