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Arbeitsgemeinschaft Phytonematologie am JKI

Die Organismen - Bedeutung von Nematoden in der Landwirtschaft
Nematoden (Fadenwürmer), die Pflanzen befallen, verursachen weltweit mindestens 12 % Ertragsausfälle an landwirtschaftlichen, gärtnerischen und forstlichen Kulturpflanzen. Die Nematoden entziehen den Pflanzen Nährstoffe, verursachen Verwundungen, übertragen Krankheitserreger, schwächen die pflanzlichen Abwehrmechanismen oder führen zu unspezifischen Abwehrreaktionen der betroffenen Pflanzen.

Die Mission – Kompetenz durch innovative Forschung an Nematoden
Die Arbeitsgemeinschaft Phytonematologie des JKI verfolgt mit seiner Forschung das Ziel, die Politik zu beraten sowieder Land- und Forstwirtschaft neue Konzepte und Methoden für ein nachhaltiges Management von pflanzenparasitären Nematoden zur Verfügung zu stellen.

Folgende Forschungsthemen stehen zurzeit im Fokus
Interaktion von Nematoden mit dem Mikrobiom der Kulturpflanze: Das Mikrobiom ist von zentraler Bedeutung, um Kulturpflanzen vor einem Befall mit pflanzenparasitären Nematoden zu schützen. Wir klären Ursachen der Bodensuppressivität sowie die mikrobielle Induktion pflanzlicher Abwehr gegen pflanzenparasitäre Nematoden auf, um langfristig ein Management des Bodenszu ermöglichen.

Neu auftretende pflanzenparasitäre Nematoden: Für die Risikoanalyse und die Bewertung gebietsfremder invasiver Arten wird ihr Schadpotential sowie die Wirksamkeit von Maßnahmen zur Verhinderung der Einschleppung und Verbreitung untersucht. Methoden zur Diagnose werden entwickelt.

Vergleichende Charakterisierung pflanzenparasitärer Nematoden auf Populations-Ebene:Innerhalb einer Art unterscheiden sich Nematoden je nach ihrer Herkunft in ihrer Schadwirkung. Populationenwerden hinsichtlich ihrer Schadwirkung, ihrer Präferenz für bestimmte Wirtspflanzen und bezüglich ihrer Reaktion auf Bekämpfungsstrategien verglichen und molekular charakterisiert.

Entwicklung und Validierung von Testsystemen zur Phänotypisierung von Kulturpflanzen bzgl. Resistenz und/oder Toleranz gegenüber pflanzenparasitären Nematoden an Feldkulturen wie Zuckerrüben, Kartoffeln und Zwischenfrüchten. (JKI-Institute A, AG und EP)

Selektion von neuen virulenten Populationen des Kartoffelzystennematoden G. pallidadurch intensiven Anbau resistenter Sorten beeinträchtigt vor allem den Stärkekartoffelanbau in Deutschland. Wir charakterisieren diese neuen Virulenztypen und suchen und etablieren neue Resistenzquellen zur Züchtung resistenter Sorten (JKI-Institute A, AG, EP, ZL, Züchter, Pflanzenschutzdienst der Länder)

Bei der industriellen Verarbeitung von Kartoffeln und Zuckerrüben fallen jährlich mehr als 1 Million Tonnen an Resterde an. Diese sind zum Teil mit Kartoffelzystennematoden befallen und sollen unbehandelt nicht auf die Felder zurückverbracht werden. Gegenwärtig wird eine Reihe von biologischen und physikalischen Verfahren erprobt, um diese Resterde von Nematoden und weiteren Schaderregern der Kartoffel zu dekontaminieren. Zudem werden Verfahren zur Ermittlung der Lebens- und Entwicklungsfähigkeit der Kartoffelzystennematoden vergleichend zum derzeitangewandten Biotest erprobt (JKI-Institute AG und A, Pflanzenschutzdienst der Länder, Industriepartner).

Die mikroskopische Untersuchung von Nematoden ist arbeitsaufwändig und von der subjektiven Wahrnehmung des Betrachters abhängig. Neben der Diagnose steht auch die Quantifizierung der Populationsdichten im Vordergrund solcher Untersuchungen. Phänotypische Merkmale von Populationen werden aufgrund des Messaufwands bisher kaum berücksichtigt. Ziel eines vom Bundesforschungsministerium BMBF geförderten Projekts ist die Entwicklung eines digitalen Bildauswertungsverfahrens zur Quantifizierung und phänotypischen Charakterisierung von Nematoden unter Einsatz künstlicherIntelligenz. (JKI-Institut A, Universität, Industriepartner)

Ansprechpartner

Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland

Arbeitsgebiete
Nematoden im Ackerbau

Aufgaben und Forschungsbereiche

  • Resistenzbewertung von Kulturpflanzen gegen pflanzenparasitäre Nematoden, Strategien zur Regulierung/Bekämpfung, Genom-/Transkriptomforschung

    • Dr. Sebastian Kiewnick

  • Heterodera schachtii, Ditylenchusdipsaci
    Integrierte Bekämpfungsverfahren, Schadprognose-Modelle, Feldökologie, Ferndiagnosetechniken

    • Dr. Matthias Daub

Institut für nationale und internationale Angelegenheiten der Pflanzengesundheit

Arbeitsgebiet
Neue und geregelte Nematoden

Aufgaben und Forschungsbereiche

  • Nationales Bekämpfungsprogramm Globodera, phytosanitäre Maßnahmen, Auswirkungen von Globalisierung und Klimawandel, Risikobewertung
    Laborvergleichsuntersuchungen und molekulare Diagnostik von geregelten Nematoden

    • Dr. Stephan König

Arbeitsgebiet
Gehölznematoden

Aufgaben und Forschungsbereiche

  • Bursaphelenchusxylophilus
  • Populationsdynamik & Pathogenität, phytosanitäre Behandlungsverfahren, Management, Globalisierung, Klimawandel, nationales Monitoring

    • Dr. Björn Hoppe

 

Institut für Epidemiologie und Pathogendiagnostik

Arbeitsgebiete
Nematoden in Gemüse und Sonderkulturen

Aufgaben und Forschungsbereiche

  • Morphologische Bestimmung & Taxonomie, Verbreitung von Nematoden, Schadschwellen, Wirtspflanzenspektrum

    • apl. Prof. Dr. Johannes Hallmann

Arbeitsgebiete
Molekulare Nematologie

Aufgaben und Forschungsbereiche

  • Molekulare Bestimmung, Charakterisierung von Populationen, Epidemiologie, Interaktion von Nematoden mit Mikroorganismen

    • Dr. Holger Neuer

 

 

Behördliche Aufgabender Phytonematologie am JKI

  • Beratung der Politik auf nationaler und internationaler Ebene zu nematologischen Fragestellungen (z. B. hinsichtlich Richtlinien und Verordnungen zur Bekämpfung von Quarantänenematoden)
  • Prüfung und Bewertung der Widerstandsfähigkeit (Resistenz/Toleranz) von Kulturpflanzen
  • Nationales Referenzlaborfür geregelteNematoden, Organisation vonEignungsprüfungen/ Laborvergleichsuntersuchungen
  • Diagnose von Quarantäne- und anderen Nematoden, ab 2022 akkreditiert nach EN ISO/IEC 17025:2017
  • Koordination pflanzengesundheitlicher Maßnahmen in Zusammenarbeit mit den Bundesländern z. B. bezüglich Monitorings sowie Umsetzung amtlicher Bekämpfungsprogramme
  • Mitarbeit bei der Risikobewertung von Pflanzenschutzmitteln und nematiziden Wirkstoffen im Rahmen des Zulassungsverfahrens
  • Berichterstattung an die EU-Kommission und die Mitgliedsstaaten über Quarantänenematoden
  • Erarbeitung nationaler und internationaler Regelungen und Standards zu Quarantänenematoden
  • Mitarbeit: European and Mediterranean Plant Protection Organization (EPPO), International Plant Protection Convention (IPPC), European Food Safety Authority (EFSA)
Abbildung 1: Arbeitsgebiete der AG Phytonematologie am Julius Kühn-Institut
Ziele und Aufgaben der AG Phytonematologie am Julius Kühn-Institut
Weibchen des Kartoffelzystennematoden (Globodera pallida) ((c) James Mwangi/JKI)
Globodera pallida: Eier und J2-Larve (100x) ((c) Claudia Aukamp-Timmreck/JKI)
Globodera pallida: Juveniles Stadium 2 (250x) ((c) Claudia Aukamp-Timmreck/JKI)
Globodera pallida: Zyste mit Nackenregion ((c) Claudia Aukamp-Timmreck/JKI)
Pratylenchus penetrans in einem Wurzelknöllchen von Soja ((c) Ahmed Elhady Gomaa/JKI)
Prüfung von Kartoffelgenotypen auf Resistenz gegen Kartoffelzystennematoden (G. pallida) ((c) Sebastian Kiewnick/JKI)
Meloidogyne hapla mit anhaftenden Bakterien (Microbacterium sp.), die die Wurzel vor einer Invasion des Nematoden schützen ((c) Olivera Topalovic/JKI)
Zyste (Dauerstadium) des Nematoden Globodera pallida ((c) Sebastian Kiewnick/JKI)