Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Entwicklung eines biologischen Kontrollsystems zur Regulierung des Erregers des Eschentriebsterbens Hymenoscyphus fraxineus; Teilvorhaben 2: Mikrobiomanalysen zur Identifizierung, Selektion und Evaluierung potentieller Antagonisten in planta zur Kontrolle des Erregers des Eschentriebsterbens - Akronym: Frax-ProMic

Anschrift
Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Forstgenetik
Eberswalder Chaussee 3 a
15377 Waldsieversdorf
Projektleitung
Volker Schneck
Tel: +49 33433 157-179
E-Mail schreiben
FKZ
22028616
Anfang
01.06.2017
Ende
30.06.2022
Ergebnisverwendung
Die Analyse des bakteriellen Mikrobioms zeigte ein signifikant erhöhtes Vorkommen einzelner Bakteriengruppen in toleranten Eschen. Ebenso ergab die kulturabhängige Analyse bei den Bakterien und auch bei den Pilzen Unterschiede auf Gattungs/Art-Ebene zwischen anfälligen und widerstandsfähigen Eschen. Im Bakterienscreening zeigten etwa 10% der Isolate Hemmwirkungen gegenüber H. fraxineus. Signifikante Effekte ergaben sich im nachfolgenden erweiterten Test für Bacillus velezensis A4P130, Pantoea "vagans" B3K066 und Pseudomonas "caspiana" B1P055. Die Genomanalyse des effektivsten antagonistischen Stammes B. velezensis A4P130 zeigte das Vorhandensein biosynthetischer Gencluster, die die Produktion antibiotisch/antifungaler Substanzen vermitteln. Beim Test der hefeartigen Pilze wurden vergleichbare Inhibitionsraten für einzelne Isolate ermittelt. Stärkere Effekte als die Hefen zeigten die filamentösen Pilze, insbesondere Vertreter der Gattung Cladosporium. Für die Pflanzentests wurden 37 Isolate ausgewählt, die antagonistische Effekte zeigten oder Arten mit erhöhtem Vorkommen in toleranten Eschen repräsentierten. In zwei von drei Untersuchungsjahren mit H. fraxineus-Befall konnte durch Inokulation mit A4P130, Luteimonas fraxinea D4P002 und C4P040a, Aureimonas "altamirensis" C2P003 und Paenibacillus "lautus" B3P038 eine signifikante Verbesserung der Pflanzengesundheit festgestellt werden. Nachhaltige Effekte ergaben sich für die Stämme A4P130, D4P002 und C2P003. Daneben zeigten Analysen des Mycobioms der Pflanze signifikante Veränderungen nach Inokulation mit B3P038, D4P002, C2P003 und dem Konsortium aus D4P002 und C2P003. Es wird vermutet, dass diese Stämme über die Microbiomveränderung und/oder durch Kolonisierungsresistenz auf die Resilienz der Pflanzen gewirkt haben.
Aufgabenbeschreibung
Das Eschentriebsterben ist in Europa zu einer ernsten Bedrohung der Gemeinen Esche geworden. Ziel des Projektes war es, ein biologisches Kontrollsystem zur Bekämpfung des Schaderregers auf der Grundlage antagonistischer Mikroorganismen zu entwickeln. Durch die vergleichende Analyse des bakteriellen Mikrobioms der Esche sollten spezifische Bakteriengruppen für tolerante Bäume ausgewiesen werden. Schwerpunkt des Projektes war jedoch die Kultivierung eines breiten Spektrums von Bakterien und Pilzen aus anfälligen und widerstandsfähigen Eschen sowie die Identifizierung von antagonistischen Isolaten und Konsortien zur Eindämmung des Schaderregers H. fraxineus. Die bakteriellen und pilzlichen Isolate wurden taxonomisch bis auf Gattungs- bzw. Art-Ebene klassifiziert und in vitro auf ihre antagonistische Wirkung gegenüber H. fraxineus getestet. Aufgrund der starken antagonistischen Aktivität wurde das vollständige Genom des Isolats Bacillus velezensis A4P130 sequenziert und die Genausstattung analysiert. Die Auswahl der antagonistischen Isolate für die in planta Evaluierung erfolgte neben dem in vitro Screening auf Basis der komparativen Mikrobiomanalyse und dem Vergleich der kultivierbaren Mikroorganismengemeinschaften anfälliger und widerstandsfähiger Bäume. Im Rahmen der Inokulationsversuche wurde die Wirkung aussichtsreicher Isolate und Konsortien über drei Jahre an Eschen unterschiedlicher Herkunft untersucht. Die Analyse des H. fraxineus-Befalls erfolgte mittels qPCR. Über die Analyse des pilzlichen Mikrobioms sollte geklärt werden, inwieweit neben einer direkten Wirkung der Inokulationsstämme auch indirekte Effekte über das Mikrobiom möglich sind.

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