Suchergebnis in den Forschungsaktivitäten der Entscheidungshilfevorhaben
| Titel: | Verbundvorhaben zur 'Bekaempfung des Feuerbranderregers im Obstbau ohne Antibiotika', Teilprojekt 06HS035 'Identifizierung von Feuerbrand-inhibierenden Komponenten aus mikrobiellen Antagonisten' |
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| Beschreibung (dt.): | Verbundvorhaben zur 'Bekaempfung des Feuerbranderregers im Obstbau ohne Antibiotika', Teilprojekt 06HS035 'Identifizierung von Feuerbrand-inhibierenden Komponenten aus mikrobiellen Antagonisten' |
| Ergebnis (dt.): | Die Bekämpfung von Feuerbrand (E. amylovora) erfordert alternative Behandlungsmöglichkeiten zu Antibiotika wie z.B. den Einsatz von mikrobiellen Antagonisten. Kenntnisse über Wirkmechanismen von Feuerbrand-Antagonisten sind unzureichend. Um Wirkmechanismen der pilzlichen Feuerbrandantagonisten Aureobasidium pullulans CF10 bzw. CF40, sowie der bakteriellen Feuerbrandantagonisten Pseudomonas fluorescens A506 bzw. Bk3 zu identifizieren und deren inhibitorische Wirkweisen auf den Feuerbranderreger darstellen zu können, wurde der autobiolumineszente Stamm E. amylovora 222::TnluxCDABE verwendet und die Biolumineszenz mittels hoch-sensitiven CCDKameras gemessen. A. pullulans CF10 bzw. CF40 zeigten eine starke Ansäuerung von Kulturmedien hin zu einem pH, bei dem der Feuerbranderreger nicht mehr wachsen kann. Weitere inhibitorisch wirksame Substanzen wurden nicht detektiert. Neben der direkten Inhibierung in Co-Kultur mit E. amylovora 222::TnluxCDABE produzieren P. fluorescens A506 bzw. Bk3 zusätzlich extrazelluläre hoch- (HMK, > 5 kDa) und niedermolekulare Komponenten (NMK, < 5 kDa) mit einer stark hemmenden Wirkung. Eine Analyse der NMK ergab, dass es sich bei den auf E. amylovora inhibitorisch wirksamen Komponenten mit großer Wahrscheinlichkeit um das Siderophor Pyoverdin sowie Salizylsäure handelt. Diese Komponenten haben großes Potential für die Entwicklung neuer Mittel zur Bekämpfung von Feuerbrand: Vorversuche zeigten, dass durch eine Vorbehandlung von Blüten von M. domestica cv. Holsteiner Cox mit den niedermolekularen extrazellulären Komponenten von P. fluorescens A506 bzw. Bk3 und von Birnenscheiben der Kultivare P. communis Conference und Vereinsdechant mit Salizylsäure auch auf Wirtspflanzen eine Feuerbrand-Symptomentwicklung verhindern werden kann. |
| Ergebnis (engl.): | Introduction: Fire blight disease caused by the bacterium Erwinia amylovora is one of the most severe diseases in commercial apple and pear orchards. Efficient fire blight control requires application of antibiotics like streptomycin. Problems like antibiotic residues or development of streptomycin-resistant E. amylovora strains lead to great interest in alternative methods of pest-management like application of non-pathogenic fire blight antagonists. Knowledge about the modes of action of antagonists is of great importance. Therefore, the yeast antagonists A. pullulans CF10 and CF40 as well as the bacterial antagonists P. fluorescens A506 and Bk3 were carefully studied. For evaluation of fire blight inhibitory effects, measurement of bioluminescence by ultra-sensitive CCD-cameras of the autobioluminescent strain E. amylovora 222::TnluxCDABE was performed. Methods: E. amylovora 222 was transformed with luciferase genes via a transposon plasmid. Bioluminescence was measured non-invasive by CCD-cameras. Inhibitory effects were measured by dual culture tests with same cell numbers of pathogen and antagonists, for tests with A. pullulans CF10 and CF40 on PD-agar (buffered, pH 5,6), NBSP-agar (buffered, pH 7,0) and NBS-agar (non-buffered, adjusted to pH 5,8), for P. fluorescens A506 and Bk3 on LB-agar. Additionally, inhibitory tests were done on minimal medium agar plates. E. amylovora 222::TnluxCDABE was plated on the MM-plates. Whole cells of P. fluorescens A506 and P. fluorescens Bk3 and high or low molecular weight fractions of their growth supernatants were spotted centrally on the MM-plates with E. amylovora 222::TnRL1406. Development of inhibitory areolas was observed over a period of two days. The low molecular weight fraction of the growth supernatants was analyzed by size exclusion chromatography (SEC), thin layer chromatography (TLC) and mass spectrometry (MS). Results: A. pullulans CF10 and CF40 only inhibited the growth of E. amylovora 222::TnluxCDABE on non-buffered agarplates. The yeasts are able to acidify culture medium and obviously do not produce any extracellular inhibitory compounds. Their supposed mode of action is ascribed to acidification to a pH where the fire blight pathogen is not able to grow. In contrast, P. fluorescens A506 and Bk3 are able to inhibit E. amylovora 222::TnluxCDABE in co-culture and additionally produce extracellular high- (HMC, > 5 kDa) and low-molecular compounds (LMC, < 5 kDa) with a strong inhibitory effect to E. amylovora. Identification of the HMCs was not possible, but the characterization of the LMCs revealed that most likely a siderophore of the pyoverdine type and salicylic acid are responsible for the strong inhibitory effect against E. amylovora. Conclusion: Application of the low molecular weight fraction of the growth supernatants of P. fluorescens A506 and Bk3 to apple blossoms or salicylic acid and the iron chelator 1,10-phenanthroline to pear fruits led to symptom-free plants and fruits after artificial infection with E. amylovora 222. If compounds of these fractions, iron chelators or salicylic acid can also control E. amylovora in Malus or Pyrus orchards, development of a new, non-antibiotic pesticide against fire blight might be possible. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.03.2007 / Ende: 31.08.2010 |
| Ausf. Einrichtung: | Leibniz Universität Hannover - Naturwissenschaftliche Fakultät - Institut für Botanik, Hannover |
| 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: | 2806HS035 |
| Dokument zum Download: | 06HS035.pdf (1,1 MB) |
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+Weizen -Gerste
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Weizen*
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"Kleegras und Grünland"
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