Suchergebnis in den Forschungsaktivitäten der Entscheidungshilfevorhaben
| Titel: | Verbundvorhaben zur 'Bekaempfung des Feuerbranderregers im Obstbau ohne Antibiotika', Teilprojekt 06HS033 'Autoinduktoren in der Pathogenese von Erwinia amylovora und deren Rolle fuer die Bekaempfung des Feuerbrandes' |
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| Beschreibung (dt.): | Verbundvorhaben zur 'Bekaempfung des Feuerbranderregers im Obstbau ohne Antibiotika', Teilprojekt 06HS033 'Autoinduktoren in der Pathogenese von Erwinia amylovora und deren Rolle fuer die Bekaempfung des Feuerbrandes' |
| Ergebnis (dt.): | In vielen pathogenen Bakterien wird die Bildung wichtiger Virulenzfaktoren durch zelldichteabhängige Genregulation (Quorum-Sensing) gesteuert. Die Unterbrechung des Quorum-Sensing z.B. durch den Abbau des Signalsmoleküls (Autoinducer) ermöglicht eine biologische Kontrolle phytopathogener Bakterien. Für verschiedene Isolate des Feuerbranderregers E. amylovora konnte die Produktion von Autoinducer 2 (AI-2) nachgewiesen werden. Für Untersuchungen zum besseren Verständnis der Bedeutung der Autoinducer in der Pathogenese von E. amylovora und für das Auffinden neuer Ansatzpunkte für die Feuerbrandbekämpfung wurden zunächst AI-2-negative Mutanten in E. amylovora erstellt. Sie zeigten im Laborversuch eine deutlich reduzierte Schleimproduktion (Exopolysaccharid oder EPS-Synthese), wodurch ein wichtiger Virulenzfaktor beeinträchtigt ist. Dass E. amylovora Stämme mit defekter EPS-Synthese von Wirtspflanzen nicht erfolgreich infizieren kann, ist bekannt. Entgegen unserer Annahme erbrachten Pflanzenversuche keinen Unterschied zwischen dem AI-2 produzierenden Ausgangsstamm und der AI-2 negativen Mutante. Die Mutante zeigte an jungen Apfeltrieben gleich starke Symptome und auch in der Besiedlung von Apfelblüten keinen Unterschied. Auf Scheiben unreifer Birnen verursachen andere Mutanten mit reduzierter EPS-Synthese zwar noch Verfärbungen und töten das Pflanzengewebe ab, es wird aber nur wenig Schleim auf der Birnenoberfläche gebildet. Die AI-2 negative Mutante bildet dagegen auf der Birnenoberfläche wieder gleichviel EPS wie der Ausgangsstamm. Bei der Prüfung, ob das Pflanzengewebe eine Substanz enthält, die den fehlenden AI-2 ersetzen konnte, wies ein aus Wirtspflanzenmaterial hergestelltes Extrakt eine Substanz mit vielen ähnlichen Eigenschaften zum bakteriellen AI-2 auf. Eine Pathogen/Wirtspflanzen-Interaktion über dieses Signalmolekül ist wahrscheinlich. Ob sich Feuerbrand über Inhibition dieses Signalwegs bekämpfen lässt, muss in weiterführenden Studien geklärt werden. |
| Ergebnis (engl.): | Introduction Many pathogenic bacteria time their expression of virulence factors according to population-density. The according regulatory mechanism is referred to as quorum sensing and is mediated by production of signaling molecules called autoinducer. Disruption of quorum sensing signaling by signal destruction or interference via an artificial signaling molecule is considered an alternative approach for suppression of human- as well as plant-pathogenic bacteria. The fire blight pathogen E. amylovora is known to produce autoinducer 2 (AI-2) as signaling molecule. Implications of this regulation circuit for pathogenesis and possible applications for fire-blight control were investigated. Methods Mutants negative for AI-2 production were generated by marker-exchange mutagenesis auf AI-2 biosynthesis gene luxS. Genetic complementation performed as control. Autoinducer concentration was determined by bioassay with indicator strain Vibrio harveyi MM32. Bioluminescence of the reporter strain was determined by bioluminescence measurements. Plant extracts were produced by maceration and extraction with various solvents. Inducing activity as well as growth inhibitory effects of supernatants and extracts were determined in dilution series. Results Loss of AI-2 resulted in a strongly reduced production of exopolysaccharides (EPS) by E. amylovora during growth in minimal medium. While reduced EPS-formation usually causes reduced virulence and symptom formation, the AI-2 negative mutant performed as well as ist wild-type strain after inoculation of apple shoots and blossoms. In contrast to observations under culture-conditions, the ooze formation of the E. amylovora AI-2 mutant is restored on pear slices. To check, whether this might be caused by a complementing substance produced by the pant, plant extracts were analyzed for AI-2 activity in bioassay with reporter strain V. harveyi MM32. Extracts of various apple and pear tissues induced bioluminescence in MM32 as did bacterial AI 2. The active component derived from plant extracts was stable at low pH but lost at high pH or after elongated heat treatments. To exclude possible AI-2 contamination of plant material by bacterial colonization, sterile plantlets of apple and pear in-vitro cultures were analyzed. Bioluminescence of MM32 could be induced by this extracts as well, while two AI-1 reporter strains did not react. AI-2 like activity was found in fire-blight host- and non-host plants alike, but not in al plant species tested. Conclusion We could demonstrate that AI-2 does influence virulence factors of E. amylovora under laboratory growth conditions. Our observation, that this phenotype is complemented during plant inoculation alongside a characterization of an AI-2 like substance derived from plant implies a possible signaling pathway between pathogen and host plant. With possible fire-bight control in mind our results indicate that a quorum quenching system via AI-2 degradation for fire-blight control would not only have to destroy bacterial AI-2 but the plant compound as well. High degradation rates would be demanded. A specific inhibition of the E. amylovora AI-2 receptor could not only interrupt the bacterial signaling pathway, but it might have additional effects on bacteria-host plant interaction. Unfortunately up to date no AI-2 receptor of E. amylovora has been identified. Additional studies on the complex regulatory pathways will be necessary. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.03.2007 / Ende: 31.08.2010 |
| Ausf. Einrichtung: | Constructor University Bremen gGmbH - School of Engineering and Science, Bremen |
| Themenfelder: | Pflanzenschutz, Pflanzengesundheit, crop protection, plant health |
| Förderprogramme: | Entscheidungshilfebedarf |
| Schlagworte: | Bakteriologie, bacteriology, Pflanzenbau, crop production, Nachhaltigkeit, sustainability, Diagnostik, diagnostics, Obstbau, fruit production, Qualitätsmanagement, quality management, Mikroorganismen, microorganisms, Kernobst, pome, Pflanzenkrankheiten (Viren, Bakt., Pilze, Phytoplasmen), plant diseases (virusus, bacteria, fungi, phytoplasma) |
| Förderkennzeichen: | 2806HS033 |
| Dokument zum Download: | 06HS033.pdf (461,7 KB) |
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Weizen Stroh
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Weizen +Sorte
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+Weizen -Gerste
Findet Datensätze, die das Wort "Weizen", aber nicht das Wort "Gerste" enthalten.
Weizen*
Findet Datensätze, die Wörter wie "Weizen", "Weizenmehl", "Weizenbier" oder "Weizenanbau" enthalten.
"Kleegras und Grünland"
Findet Datensätze, die die exakte Phrase "Kleegras und Grünland" enthalten. Dies wäre etwa "Stickstoffkreisläufe in Kleegras und Grünland", nicht aber "Stickstoffkreisläufe in Kleegras oder Grünland".
Beachten Sie, dass die (")-Anführungszeichen, die die Phrase umschließen, Operatorzeichen sind, die der Trennung der Phrase dienen. Es handelt sich hierbei nicht um Anführungszeichen, die den Such-String selbst umfassen.
