Anheftung von Mikroorganismen an endoparasitische Phytonematoden im Boden

• Antragsteller: Dr. Holger Heuer
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 270451289

Sedentäre pflanzenparasitäre Nematoden gehören zu den wichtigsten landwirtschaftlichen Schädlingen. Ihre Kontrolle wird zunehmend schwieriger, insbesondere seit Nematizide wegen Gefährdung von Gesundheit und Umwelt aus der Zulassung fallen. Die Beobachtung, dass einige Böden aufgrund biotischer Faktoren suppressiv gegen die Nematoden wirken und dies durch Zugabe organischen Materials verstärkt werden kann, führte zum Konzept eines integrierten Managements der Bodenbiologie. Eine gerichtete Beeinflussung der Bodenbiologie zur Kontrolle pflanzenparasitärer Nematoden wird bisher dadurch erschwert, dass die an der Bodensuppressivität beteiligten Arten und Prozesse noch weitgehend unbekannt sind. In Vorexperimenten konnten wir zeigen, dass im Boden spezifische Mikroorganismen an Juvenile (J2) der Nematoden anheften, die zur Wurzel der Wirtspflanze wandern und eindringen. Die J2 unterwandern dann das Immunsystem der Pflanze und bewirken die Bildung eines Nährgewebes, wo die Weibchen Eier produzieren. Im Vorexperiment haben wir gezeigt, dass die Vermehrung der Nematoden durch die mikrobiellen Gemeinschaften insbesondere von einem der untersuchten Böden signifikant vermindert wurde. Unser Ziel ist es, das Mikrobiom von J2 in verschiedenen Böden sowie die Spezifität und ökologische Rolle der Anheftung zu untersuchen, insbesondere im Hinblick auf die Suppressivität der Böden. Es soll untersucht werden, ob die anhaftenden Mikroorganismen mit dem Immunsystem der Pflanze interagieren, so dass eine bessere Abwehr gegen die Nematoden erreicht wird.Im Einzelnen sollen folgende Fragen geklärt werden:Q1. Welche Mikroorganismen binden an J2 endoparasitärer Nematoden im Boden, und wie hängt dies vom Boden ab?Q2. Wie spezifisch ist das Mikrobiom von J2 für verschiedene Arten oder Populationen pflanzenparasitärer Nematoden? Korreliert diese Spezifität mit unterschiedlicher Suppressivität?Q3. Welche der an J2 spezifisch anheftenden Boden-Mikroorganismen korrelieren mit der Suppressivität des Bodens gegenüber Vermehrung der Nematoden in der Wurzel oder Überleben der J2 im Boden?Q4. Sind mikrobielle Anheftung und Transport durch J2 notwendig für die Suppressivität, oder reicht der direkte Kontakt der Mikroorganismen mit der Wurzel um die volle systemische Resistenz gegen den Nematoden zu induzieren? Werden Gene, die an der Immunantwort der Pflanze beteiligt sind, nach Eindringen von J2 aus suppressivem Boden stärker exprimiert als durch J2 aus nicht-suppressivem Boden?Die Ergebnisse werden zum Verständnis der Bodensuppression beitragen und so zielgerichtete Maßnahmen zur Verbesserung der Bodensuppressivität ermöglichen, die im Rahmen eines integrierten Managements des Bodenlebens die langfristige Produktivität der Landwirtschaft erhalten und steigern sollen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Johannes Hallmann