Populationsdynamik von mikrobiellen Endophyten

Bakterielle Endophyten besiedeln den interzellulären Raum von Pflanzen ohne der Pflanze Schaden zuzufügen. Es wurde berichtet, dass Endophyten das Wachstum von Pflanzen sowie deren Gesundheit verbessern können, allerdings ist nur wenig über die Diversität von Endophyten und ihre Reaktionen auf Pflanzenstress bekannt. Die meisten Studien untersuchen Endophyten, die auf herkömmlichen Nährmedien isoliert wurden. Die meisten Bakterien (ca. 99%) sind jedoch nicht über Kultivierung zugänglich. Daher kamen in diesem Projekt kultivierungsunabhängige Methoden, die auf der Verwendung von phylogenetischen Markern beruhen, zur Anwendung. Das Ziel dieses Projektes war es zu untersuchen, welche bakteriellen Gruppen Kartoffelpflanzen endophytisch besiedeln können, und ob Endophyten auf Pflanzenstress, zB. bedingt durch die Anwesenheit eines Phytopathogens, reagieren. Versuche wurden durchgeführt um die Endophytenpopulationen von Kartoffelpflanzen, die unter Lichtmangel litten, mit denen von gesunden, robusten Pflanzen zu vergleichen. Im allgemeinen waren die Stengel, Wurzeln und Knollen von einer Vielzahl von bakteriellen Spezies und Stämmen besiedelt, die zu sehr unterschiedlichen phylogenetischen Gruppen zugeordnet werden konnten. Gesunde und gestresste Pflanzen wurden von ähnlichen Bakterien besiedelt, jedoch zeigten die Endophyten der robusten Pflanzen eine deutlich höhere Diversität. Es wurden einige Bakterien gefunden, die nur spezifische Gewebe bzw. Pflanzensorten besiedelten. Zusätzlich deuteten unsere Ergebnisse darauf hin, dass Verwandte von Streptomyces scabies an der hohen Toleranz der Kartoffelsorte Mehlige Mühlviertler gegenüber Kartoffelschorf beteiligt sein könnten. Um die Reaktion von Endophytenpopulationen auf Invasion eines Phytopathogens zu analysieren, wurden zwei Kartoffelsorten mit dem Schwarzbeinigkeit verursachenden Bakterium Erwinia carotovora ssp. atroseptica infiziert. Die infizierten Pflanzen wurden vom Pathogen besiedelt, es zeigten sich jedoch nur wenige Krankheitssymptome. Es wurden die Endophytenpopulationen der infizierten und Kontrollpflanzen untersucht, und unsere Ergebnisse ergaben, dass die infizierten Pflanzen von einer deutlich diverseren Endophytenpopulation besiedelt wurden als die Kontrollpflanzen. Die Aktivität der untersuchten Bakterien wurde sowohl vom Phytopathogen als auch von dem Pflanzengenotyp beeinflußt. Parallel zur kultivierungsunabhängigen Analyse wurden Endophyten isoliert und auf antagonistische Aktivitäten gegenüber dem Pflanzenpathogen Erwinia carotovora ssp. atroseptica untersucht. Ein sehr hoher Prozentsatz (38%) konnte Gewebekulturpflanzen vor dem Ausbruch der Krankheit schützen. Weiters wurden endophytische Pseudomonaden untersucht, die oft in Assoziation mit Pflanzen zu finden sind. Kartoffelpflanzen wurden von einer sehr diversen Pseudomonas Gemeinschaft besiedelt, die ebenso vom Pflanzenpathogen beeinflußt wurden. Ergebnisse dieses Projekts deuteten darauf hin, dass ?akterien, die den interzellulären Raum von Pflanzen besiedeln, an der Abwehr von Pflanzenpathogenen beteiligt sind. Weiters stellen Endophyten eine vielversprechende Quelle von biologischen Pflanzenschutzmitteln dar.