43. Gartenbauwissenschaftliche Tagung - (DGG) und des

Phytomedizin/Obstbau/Technik „Molekularbiologie und Physiologie“
Molekularbiologische Methoden zur Bearbeitung
gartenbauwissenschaftlicher Fragestellungen
P. Franken, D. Zeuske und A. Waschke
Institut für Gemüse und Zierpflanzenbau, Theodor-Echtermeyer-Weg 1, 14979 Großbeeren
franken@igzev.de
Als problemorientierte Disziplin zeichnet sich die Gartenbauwissenschaft durch ihre ganzheitliche
Sichtweise aus. Ihr Ziel ist es, verschiedene Kausalzusammenhänge gleichzeitig zu berücksichtigen
und in einem Gesamtkonzept zusammen zu fassen. Sie bezieht deshalb unterschiedliche
Fachdisziplinen zur Beantwortung ihrer Fragen ein, um auf ein möglichst breites
Wissen und Methodenspektrum zurückgreifen zu können. Die Molekularbiologie hat in den
letzten Jahren gezeigt, dass sie nicht nur sehr empfindliche Werkzeuge zur Analyse einzelner
Detailprobleme zur Verfügung stellen kann, sondern dass sie auch in der Lage ist, bestimmte
Systeme in ihrer Gesamtheit zu betrachten. Ein Beispiel aus dem Bereich der Phytomedizin
soll dies verdeutlichen.
Arbuskuläre Mykorrhizapilze (AM Pilze) bilden mit den Wurzeln der meisten Landpflanzen
eine Lebensgemeinschaft und sind integraler Bestandteil vieler natürlicher und vom Menschen
genutzter Böden. Dabei beeinflussen sie nicht nur die Nährstoffversorgung der Pflanze,
sondern verändern auch ihre Wechselwirkung mit pathogenen Mikroorganismen. So konnte
gezeigt werden, dass die Symptomausbildung nach Infektion der Gartenerbse (Pisum sativum)
und der entsprechenden Modellpflanze Medicago truncatula mit dem Wurzelfäuleerreger
Aphanomyces euteiches wesentlich reduziert ist, wenn diese vorher von dem AM Pilz Glomus
mosseae besiedelt sind. Um hier möglichst viele Kausalzusammenhänge des Gesamtsystems
in einem Ansatz zu betrachten, wurden 16.000 Gene von M. truncatula, die in die verschiedensten
physiologischen Prozesse der Pflanze involviert sind, parallel untersucht. Dazu hybridisierten
Sequenzen dieser Gene, die auf einen Mikroarray aufgebracht waren, an komplexe
cDNA Sonden aus Wurzeln, die in unterschiedlicher Kombination mit dem Symbiont und
dem Pathogen inokuliert waren. Über die Expressionsmuster dieser Gene und ihre Gruppierung
ließen sich bestimmte Faktoren identifizieren, die bei dem Phänomen der AM induzierten
Resistenz eine Rolle spielen könnten. Zwei dieser Gene wurden ausgewählt, um ihre mögliche
Funktion in der Resistenzinduktion in transgenen Wurzelkulturen näher zu charakterisieren.
BHGL – Tagungsband 24/2006
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