Beschreibung

Leguminosen sind eine Hauptquelle für vegetarischen Proteinbedarf und wegen ihres Vermögens, Symbiosen mit Bodenbakterien und -pilzen einzugehen, unerlässlich für eine nachhaltige Landwirtschaft. Durch Stress verursachte, unvorhersehbare Schwankungen von Ertrag und damit Gewinn sind die Haupthemmnisse der weltweiten Leguminosen- Produktion.
Die Erbse (Pisum sativum L.) ist eine der ältesten domestizierten Kulturpflanzen. Für P. sativum ist die Brenn-fleckenkrankheit (Ascochyta blight) mit Didymella pinodes einer der aggressivsten Krankheitserreger. Der hemi-biotrophische Pilz verursacht reduziertes Wachstum und erhebliche Ertragsverluste durch Verwundungen des photosynthetisch aktiven Gewebes der Pflanze.
Obwohl positive Effekte auf Legumiosen-Wachstum und Qualität durch die Symbiose (Leguminosenwurzel und Rhizobium oder Mycorrhizapilz oder beiden) gemessen wurden, gibt es noch immer keine genaueren Untersuchungen zu diesem Einfluss auf das Abwehrverhalten bei Pathogenattacken. Da dieser gegenseitige Suppressions- und Interaktionsmechanismus noch nicht verstanden ist soll eine detaillierte Studie durchgeführt werden. Diese Art von systembiologischer Studie wird eine Fülle von molekularbiologischen Daten erzeugen, die in Datenbanken abgelegt werden, auf die später Wissenschaftler der Pflanzen- und Agrarwissenschaften zugreifen können.

Die Ziele dieses Projekts sind:

1. Die Aufdeckung der Pathogen-induzierten, und wirtsvermittelten, Einflüsse auf die Effizienz der unterirdischen Symbionten (Rhizobien und/oder Mycorrhizae).
2. Die Beschreibung der Auswirkungen von unterirdischen Symbionten- und oberirdischen Pathogen- Interaktionen auf die Physiologie und den Metabolismus der Wirtspflanze (Blätter und Samen).
3. Die Aufklärung von Wirts-vermittelten Effekten der unterirdischen Symbionten auf den Wirkungsgrad des oberirdischen M.pinodes auf P.sativum.

Ein Versuchsdesign bestehend aus den folgenden drei Faktoren wird durchgeführt werden:
a) unterschiedlichen Wurzelbehandlungen (mit und ohne Microsymbionten),
b) dem Genotyp der Pflanze und
c) dem Blatt-pathogenen Pilz.

Um solch komplexe Interaktionen zu verstehen und Veränderungen des metabolischen Zustandes schnell zu erkennen, werden neuste technologische Verfahren zur Identifizierung von Proteinen und Metaboliten, basierend auf Massenspektrometrie, angewendet. Zusätzlich werden mikrobielle Infektiosität und Wirksamkeit, Krankheitsgrad, photosynthetische Effizienz, Nährstoffgehalt sowie Ausgleich und Ertrag bestimmt.