Berostung bei Apfel: Molekulare Ursachen, Mechanismen und Konsequenzen

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Debener; Professor Dr. Moritz Knoche
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 386934299

Berostung ist ein häufig vorkommendes Qualitätsproblem zahlreicher Obstarten weltweit, u.a. auch des Apfels. Unter Berostung wird die Bildung eines Periderms verstanden. Die Ursachen von Berostung sind weitgehend unklar. Vermutlich ist Berostung eine Reaktion auf die Bildung von Mikrorissen in der Kutikula. Allerdings führt nicht jeder Mikroriss unmittelbar zu Berostung. Wie Mikrorisse Berostung auslösen, ist nicht bekannt. Ziel des Projektes ist es, (1) die anatomischen und physikalischen Änderungen in der Fruchthaut vor und während der Entstehung von Berostung zu erfassen sowie die Konsequenzen von Berostung für die Barriereeigenschaften der Fruchthaut zu quantifizieren und (2) den Trigger und die Sequenz der Ereignisse auf molekularem Niveau, die zu Berostung führen, zu identifizieren. Wir verwenden anatomische, biophysikalische und molekulare Methoden zur Aufklärung des Phänomens. In anatomischen Untersuchungen wird die Fruchthaut im Entwicklungsverlauf, die Bildung von Mikrorissen und potentielle Beziehungen zwischen der Entstehung von Mikrorissen und sog. Pegs untersucht. Bei letzteren handelt es sich um Kutikulaleisten über antiklinalen Zellwänden von Epidermiszellen auf der Innenseite der Kuitkula, die möglicherweise zu Stresskonzentration führen. In biophysikalischen Untersuchungen konzentrieren wir uns auf die Permeabilität für Wasser und Gase und die mechanischen Eigenschaften der Fruchthaut. Die molekularen Untersuchungen verfolgen das Ziel, den Schlüsselreiz zur Auslösung von Berostung zu identifizieren. Wichtiges Werkzeug ist dabei ein 'Split Fruit System', das es erlaubt, auf einem Teil der Oberfläche einer Frucht Risse und Berostung (Behandlung) zu erzeugen, während der andere Teil derselben Frucht unbehandelt bleibt (Kontrolle). Berostung soll ebenfalls mechanisch durch Abschleifen der Kutikula und durch die Applikation von Wachstumsregulatoren, die die Geschwindigkeit des Wachstums beeinflussen und Berostung auslösen, induziert werden. Darüber werden berostete und unberostete Mutanten und Sorten verglichen, um Informationen über die Entstehung von Berostung zu erhalten. Erwartet wird, dass der Initialreiz, der zur Bildung von Berostung führt, in den unterschiedlichen Systemen gleich ist. Damit liefert das Vorhaben wichtige Erkenntnisse über die Ursache der Berostungsreaktion. Dies ist Voraussetzung zur Entwicklung gezielter Vermeidungsstrategien.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Bishnu Prasad Khanal