Einfluß obligat biotropher (Uromyces appendiculatus, Puccinia striiformis) und perthotropher Pilze (Botrytis cinerea, Drechslera spec.) auf den Primärstoffwechsel ihrer mono- und dikotyledonen Wirtspflanzen (Phaseolus vulgaris, Triticum aestivum)

Wagner, Stefan

Phytopathogene Pilze stellen eine wichtige Gruppe von Schadorganismen an Kulturpflanzen dar. Generell kann man zwei sehr verschiedene Ernährungsstrategien unterscheiden: Biotrophie und Perthotrophie. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, welche Auswirkungen Schadpilze mit unterschiedlichen Ernährungsstrategien auf den Nährstoffhaushalt, speziell dem Primärstoffwechsel ihrer jeweils mono- und dikotyldonen Wirtspflanzen haben. Es wurden u.a. folgende Parameter untersucht: lösliche Zucker- und Zuckeralkohole, Stärke, Fructan, lösliche Aminosäuren, Nucleobasen, -side, -tide, Chlorophylle, Carotinoide sowie die Enzyme Invertase, Saccharose-Phosphat-Synthase (SPS) , Glutamin-Synthetase und Glutamat-Synthase. Untersuchungen in der Source-Sink-Interaktion sollten dabei auch die Auswirkungen auf nicht befallene Pflanzenorgane berücksichtigen. Es zeigte sich, dass in den befallenen Primärblättern eine Reduktion der Gehalte von Glucose, Saccharose und Stärke bzw. Fructan erfolgte, die Stoffwechselaktivität aufgrund erhöhter Respiration verstärkt war. Erhöhte Aktivitäten von Invertase und SPS ermöglichen den Aufbau eines Konzentrationsgradienten von Zuckern zum Infektionsort. In den Wurzeln waren die Zuckergehalte erniedrigt, so dass es zu einem reduzierten Energiestoffwechsel kam. Aus den Folgeblättern erfolgte ein verstärkter Transport von Saccharose. Die Aminosäuren-Pools in den befallenen Primärblättern verringerten sich in Abhängigkeit von der Ernährungsstrategie der Pilze: Obligat biotroph erhöht bzw. perthotroph verringert. Aus den Wurzeln und den Folgeblättern erfolgte ein Transport von Glutamin und Asparagin zu den Primärblättern.

Phytopathogenic fungi are one of the most important group of parasitic organisms for crop plant diseases. Generally two major strategies for nutrient uptake by these fungi exists: biotrophic and necrotrophic (perthotrophic). The aim of this work was to examine the influence of parasitic fungi with these different nutrient aquisition strategies on the primary metabolism of their mono- and dicotyledoneous host plants. The following parameters were analysed: sugars and sugar alcohols, starch, fructan, amino acids, nucleobases, -sides,-tides, chlorophyll, carotinoids and the activities of the enzymes invertase, sucrose-phosphat-synthase (SPS), glutamine synthetase (GS) and glutamate synthase (GOGAT). Investigations of the source-sink-interaction mentions also the situation of the non-infected plant organs. In the infected primary leaves a reduction of glucose, sucrose, and starch resp. fructan was recorded. The energy metabolism was higher in infected leaves than in the controls because of an increased respiratory activity. Also an augmented activity of the enzymes invertase and SPS was found which resulted in a concentration gradient of sugars to the side of infection. Sugar content in the roots was reduced therefore the energy status decreased. From the results it can be assumed that a transport of sucrose takes place from non-infected leaves towards the colonised primary leaves. Changes in the amino acid concentrations were correlated to the strategy of nutrient uptake by the fungi: obligate biotrophic pathogens increased and necrotrophic decreased the pools of the amino acids compared to the controls. There was a transport of glutamine and aspargine from roots and non-infected leaves to the colonised primary leaves.

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Wagner, Stefan: Einfluß obligat biotropher (Uromyces appendiculatus, Puccinia striiformis) und perthotropher Pilze (Botrytis cinerea, Drechslera spec.) auf den Primärstoffwechsel ihrer mono- und dikotyledonen Wirtspflanzen (Phaseolus vulgaris, Triticum aestivum). 2002.

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