Bildung von Phytoalexinen in Apfelwurzeln als Antwort auf Apfel-Bodenmüdigkeit (ARD)

• Antragsteller: Professor Dr. Ludger Beerhues
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 362585196

Der Apfel ist ein wichtiger Obstbaum, aber sein Anbau ist von der Apfel-Bodenmüdigkeit (ARD) betroffen, die zu Kümmerwuchs von Spross und Wurzeln führt. Die Ursachen sind noch wenig verstanden, aber Veränderungen im Mikrobiom der Rhizosphäre scheinen eine wichtige Rolle zu spielen. Kürzlich beobachtete unser Kooperationspartner eine Biomasseabnahme und Wurzelschädigung an anfälligen Wurzelstock M26-Pflanzen in ARD-Böden, verglichen mit solchen in Hitze-behandelten und gamma-bestrahlten Böden. Darauf haben wir zum ersten Mal in Wurzeln aus ARD-Böden Biphenyl- und Dibenzofuran-Phytoalexine nachgewiesen. Zudem haben wir die Exsudation der Phytoalexine aus Elicitor-behandelten in vitro-Wurzeln in das Kulturmedium beobachtet, was auf eine Freisetzung dieser Verbindungen aus Wurzeln in ARD-Böden in die Rhizosphäre schließen lässt. Jetzt sollen verschiedene in vitro-kultivierte Wurzelstock-Genotypen nach Elicitorbehandlung auf qualitative und quantitative Unterschiede in der Phytoalexin-Produktion untersucht werden. Auch sollen Elicitor-Präparationen aus in ARD-Böden vorherrschenden Spezies zum Einsatz kommen. Die dominanten Phytoalexine werden synthetisiert und bezüglich ihrer Wirkung auf verschiedene (Mikro)Organismen der Rhizosphäre untersucht. Diese Effekte sollten zu Veränderungen in der Biom-Zusammensetzung führen. Der Einfluss der Phytoalexine auf Wurzeln wird ebenfalls untersucht, um mögliche Allelopathie oder Autotoxikation zu erfassen. Ferner wird die zeitliche und räumliche Regulation der Phytoalexin-Biosynthese in ARD-Wurzeln analysiert. Unsere Ergebnisse leisten einen Beitrag zum Verständnis der komplexen Veränderungen in Böden, verursacht durch Apfelwachstum, und im Apfel selbst, wenn er in ARD-Böden ausgebracht wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen