Ziel des Teilprojektes 4 innerhalb der "Nachwuchsgruppe Arzneipflanzen - Praxisorientierte Forschung zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit des deutschen Arzneipflanzenanbaus und Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses (NWG Arzneipflanzen)" ist die Bewertung des fungiziden Potentials von Pflanzenextrakten gegen relevante pilzliche Krankheitserreger im Arzneipflanzenanbau.
Auf der Grundlage bekannter Struktur-Wirkungs-Beziehungen werden die genetischen Ressourcen von Pflanzenarten mit potentiellen Wirkstoffen hinsichtlich ihrer metabolischen Diversität und Bioaktivität in Biotests bewertet. Häufig lassen sich solche Ursprünge sogar bei den kulturpflanzlichen Wildverwandten von Arznei- und Gewürzpflanzen finden. Der Schwerpunkt liegt hier zunächst auf verschiedenen Arten der Gattung der Süßhölzer (Glycyrrhiza) sowie Bohnenkraut- und Thymian-Wildtypen, für deren jeweilige Carvacrol-Typen bereits antimykotische Wirkungen beschrieben wurden.
Neben Modellversuchen im Labor wird die phytosanitäre Wirkung der Pflanzen und Pflanzenpräparate bei Befall im Gewächshaus und wenn möglich auch im Freiland untersucht. Mögliche positive Auswirkungen der Saatgutbehandlung auf samenbürtige Krankheitserreger stehen ebenfalls im Fokus.
Langfristig sollen Strategien für den Anbau dieser Pflanzen als Bei- oder Vorfrucht oder als Bestandteil von Blühmischungen mit phytosanitärer Wirkung entwickelt werden. Im Mittelpunkt steht der Einsatz gegen Rotwelke bei Johanniskraut und Anisrost (Puccinia pimpinellae) sowie gegen den Falschen Mehltau und für den Arzneipflanzenanbau relevante Alternaria- oder Fusarium-Arten.
Ziel dieses Verbundprojektes ist es,
vorhandene Abwehrebenen der Kartoffel zu verstärken und neue Abwehrmechanismen gegen
diverse Schaderreger zu etablieren. Der endoparasitäre Wurzelgallennematode Meloidogyne
chitwoodi ist ein
bedeutender Quarantäne-Schaderreger der Kartoffel. Die regulierten Nichtquarantäne- Schaderreger
PVY (Potato virus Y) und PLRV (potato leafroll virus) werden durch Blattläuse
(z.B. Myzus persicae) übertragen.
Besonders für das persistente PLRV wird der Wegfall insektizider Wirkstoffe
eine Zunahme des Virusbefalls zur Folge haben.
Auf Sortenebne ist gegen das PVY ein Gen aus S. stoloniferum vorhanden, das eine Immunität
vermittelt, jedoch mit männlicher Sterilität gekoppelt ist. Deshalb sollen für
beide Viren weitere, einander komplementierende Resistenzen identifiziert und
eingekreuzt werden.Das TRV (tobacco rattle
virus) wird durch ektoparasitäre Nematoden der Gattungen Trichodorus
und Paratrichodorus
übertragen, welche
infolge der geringen Wirkungsgrade der zugelassenen nematiziden Wirkstoffen
nicht kontrolliert werden können. Effektive Resistenzen gegen das TRV sollen in
Wildarten gesucht werden. Zudem sollen neue Ebenen der Pathogenabwehr etabliert
werden. Für die erfolgreiche
Replikation sind Viren auf denTranslationsapparat
des Wirtes angewiesen. Ohne den Translation-Initiationsfaktor elF4e kommt es
somit zur einer Inhibierung der PVY-Vermehrung. Wird das Siebelement
einer Pflanze verletzt, so werden die Siebplatten vorübergehend durch Phloem-
Proteine (P-Protein) oder dauerhaft durch Kallose verschlossen. Sind
P-Protein-Gene inaktiv, so kommt es bei Verletzungen zum dauerhaftem Verschluss
durch Kallose. Bei Befall durch den Endoparasiten M. chitwoodi kann es somit zu einer
Unterbindung des Stofftransportes zum Nährgewebe des Nematoden kommen, dem vom
Nematoden induzierten Nährgewebe.
Im Rahmen dieses Projektes werden nicht-zielgerichtete und zielgerichtete analytische Verfahren auf Basis von Gas- und Flüssigkeitschromatographie-gekoppelter Massenspektrometrie zur Identifizierung und Quantifizierung resistenz- und qualitätsbestimmender Inhaltsstoffe in Wild- und Kulturmöhrenpopulationen entwickelt und für die Züchtungsforschung bereitgestellt. Die erhaltenen Datensätze werden zur Kartierung metabolischer Merkmale im Rahmen von genomweiten Assoziationsstudien oder QTL-Analysen eingesetzt oder mit anderen phänotypischen Merkmalen korreliert. Die Arbeiten dieses Projektes umfassen die Analyse von C17-Polyacetylenen und anderer Bitterstoffe wie z. B. Laserine in Periderm-, Phloem- und Xylemgewebe von Wurzeln (in Kooperation mit JKI-Institut ZG, Projekte ZG-4183 and ZG-4187) als auch die Analyse von flüchtigen Inhaltsstoffen wie z. B. Terpenoide aus Möhrenblättern und -wurzeln (in Kooperation mit JKI-Institut ZG, Projekte ZG-4183 und ZG-4187) und als Produkte von Enzymassays mit Terpensynthasen.