Untersuchungen zum anatomischen, physiologischen und molekularbiologischen Abwehrverhalten an gesunden und geschädigten Buchen (Fagus sylvatica L.) mit der Symptomatik „Buchenkomplexkrankheit”
Die Buchenkomplexkrankheit zählt zu den bedeutendsten Krankheiten an Buchen (Fagus sylvatica L.) in Mitteleuropa. Die Laubbaumart Fagus sylvatica L. nimmt einen 14%igen Anteil an der Gesamtwaldfläche Deutschlands ein und gehört somit zu den bedeutendsten Laubbaumarten Mitteleuropas.Ziel der vorliegenden Arbeit war es, das anatomische, physiologische und molekularbiologische Abwehrverhalten in stehenden Buchen, die mit dem Laubnutzholzborkenkäfer Trypodendron domesticum L. befallen waren, im Vergleich zu nicht befallenen Buchen näher zu charakterisieren.Der Befall durch die Buchenwollschildlaus Cryptococcus fagi Bär. verursacht in der Buchenrinde morphologische Veränderungen. Beobachtete Abwehrreaktionen waren die Ausbildung von Überwallungsgeweben, verdickte Zellwände sowie die Ausbildung von nekrotischem Gewebe. Diese konnten erfolgreich durch Wundgewebe ausgeheilt werden. Im Falle einer erfolglosen Ausheilung drangen die Nekrosen weiter ins Innere des Stammes vor und konnten das Kambium beeinträchtigen. Dem Sekundärbefall durch holzzersetzende Pathogene lagen so optimale Bedingungen vor. Jedoch zeigte jeder Baum eine unterschiedliche Befallsgrenze.Neben den morphologischen Veränderungen wurden mögliche Veränderungen im Sekundärstoffwechsel untersucht. In der Rinde der befallenen und nicht befallenen Buchen zeigten die Gesamtphenolgehalte an löslichen und zellwandgebundenen phenolischen Inhaltsstoffen eine hohe individuelle Variabilität.HPLC-Analysen der phenolischen Inhaltsstoffe zeigten keine quantitativen, aber qualitative Veränderungen im Muster einzelner Phenolsäuren. So konnte eine Akkumulation von Catechin in geschädigten Buchen gegenüber den Kontrollen beobachtet werden. Insgesamt reagierten die Buchen individuell unterschiedlich im Sekundärmetabolismus. Dies hing vermutlich von der jeweiligen Fitness ab. Quantitative Realtime Untersuchungen ergaben, dass Trypodendron befallenes Rindenmaterial eine erhöhte Induktion des PR1 Gens und des ACS2 Gens zeigte. Eine verstärkte PR1 Induktion ist ein Beweis für erhöhte Abwehrreaktionen in der Pflanze, während ACS2 an der Ethylenbildung beteiligt ist.Mittels Microarray Analysen an Buchenrinde wurde gezeigt, dass von insgesamt 1139 Gensequenzen zwei ACC Oxidasen auf Transkriptionsebene heraufreguliert wurden und zwei weitere Gene, ein Aldolasegen und ein noch nicht näher identifiziertes Gen, reprimiert wurden. Die durchgeführten Analysen konnten nur langfristig nachwirkende Effekte des Abwehrverhaltens der Buche herausfiltern, da die untersuchten Rinden- und Holzproben keinen akuten Trypodendron Befall zeigten.
570 Biowissenschaften, Biologie, Biologie, Buche, Genexpression, phenolische Inhaltsstoffe, Sekundärstoffwechsel, Buchenkomplexkrankheit, Pathogenabwehr, Rindennekrose, beech, gene expression, phenolic compounds, secondary metabolism, beech bark disease, pathogen infestation, bark necrosis, 42.42, WI 000: Adaptation, Allgemeine Physiologie, Homoeostase, Thermobiologie {Biologie}
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