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Title
Etablierung eines In-vitro-Assays zur Identifizierung und Isolation von Umweltmikroorganismen mit antagonistischer Wirkung auf den Feuerbranderreger Erwinia amylovora / eingereicht von Veronika Zengerer, BSc
Additional Titles
Establishment of an in-vitro-assay for identification and isolation of environmental microorganisms with antagonistic abilities against the causative agent of fire blight Erwinia amylovora
AuthorZengerer, Veronika
CensorMüller, Maria
PublishedGraz, Juli 2016
Description87 Blätter : Illustrationen, Diagramme
Institutional NoteKarl-Franzens-Universität Graz, Masterarbeit, 2016
Annotation
Zusammenfassungen in Deutsch und Englisch
Abweichender Titel laut Übersetzung des Verfassers/der Verfasserin
LanguageGerman
Document typeMaster Thesis
Keywords (GND)Erwinia amylovora / Bekämpfung / Mikroorganismus
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-106672 Persistent Identifier (URN)
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Etablierung eines In-vitro-Assays zur Identifizierung und Isolation von Umweltmikroorganismen mit antagonistischer Wirkung auf den Feuerbranderreger Erwinia amylovora [3.27 mb]
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Abstract (German)

Feuerbrand, verursacht durch das Bakterium Erwinia amylovora, ist die bedeutendste aller Panzenkrankheiten bei Kernobstgewächsen. Die effektivste Bekämpfung wird nach wie vor durch das Aminoglycosid-Antibiotikum Streptomycin gewährleistet. Ein vermehrtes Auftreten Streptomycin-resistenter Stämme und nachweisliche Rückstände des Antibiotikums in Milch, Honig und Schweinefleisch führten jedoch zu wachsendem Interesse an alternativen Bekämpfungsstrategien. Zudem ist der Einsatz von Antibiotikain der biologischen Landwirtschaft strikt untersagt und in vielen Ländern generell verboten. Seit über drei Jahrzehnten wird daher intensiv an „Biological Control Agents“ geforscht; das sind epiphytisch lebende Mikroorganismen, die hemmend auf das Wachstum des Pathogens wirken und so eine biologische Alternative zu Antibiotika bieten. Die Interaktion zwischen diesen sogenannten „Antagonisten“ und E. ^amylovora findet auf der Blüte statt, dem Hauptinfektionsort des Bakteriums. Die Anforderungen an einen effizienten Antagonisten, nicht nur eine wachstumshemmende Wirkung auf E. amylovora auszuüben, sondern zudem die Blüte erfolgreich zu kolonisieren, eine große Population im zuckerreichen Nektar zu entwickeln und dabei keine phytopathogenen Eigenschaften zu besitzen, führen zur Tatsache, dass sich bislang nur eine Hand-voll Antagonisten auf dem Markt etablieren konnte. Zudem bedarf es effizienter Testmethoden, die es erleichtern, potentielle Antagonisten ausfindig zu machen. In der vorliegenden Arbeit wird daher ein „In-vitro-Assay“ etabliert, der es ermöglicht, Umweltmikroorganismen auf ihre antagonistischen Fähigkeiten zu testen. Die so selektierten Antagonisten können später für weiterführende Gewächshaus- und Freilandversuche verwendet werden. ^Dieser Assay umfasst vier Selektionsschritte, beginnend mit der Überprüfung einer großen Anzahl isolierter Umweltmikroorganismen auf ihre wachstumshemmende Wirkung auf E. amylovora in einem „Double Layer Versuch“ mit King`s B Medium. Danach wird das Wachstumsverhalten der Umweltisolate im „Stigma Based Medium“ getestet, das der chemischen Zusammensetzung des Blütennektars entspricht.Weiters umfasst der Assay die Identifizierung der Umweltisoalte mittels „16S rRNA-Sequenzierung nach Sanger“ und mittels „MALDI-TOF“ durch Analyse des ribosomalenProteinprofils. Es folgt ein „Kompetitionsassay“ zur schnellen Abschätzung der Hemmwirkung der potentiellen Antagonisten auf das Pathogen im Stigma Based Medium,sowie die abschließende Durchführung des bereits etablierten „Detached Flower Assay“.

Abstract (English)

Fire blight, caused by the bacterium Erwinia amylovora is the most devastating plant disease in apple and pear fruit production. The most effective agent to control the diseaseis still streptomycin, an aminoglycoside antibiotic. Increased incidence of resistant strains and streptomycin residues found in milk, honey and pork meat led to growinginterest in alternative control agents. Furthermore, streptomycin application in organic farming is strictly forbidden and in many countries generally not permitted. Thus, for more than thirty years, intensive investigations on „Biological Control Agents“ have been conducted. Because of their ability to inhibit the pathogen's growth, these epiphytic microorganisms are a biological alternative to antibiotics. The interaction between so called „antagonists“ and E. amylovora occurs on blossoms, which are the main infection sites of the bacterium. ^For an efficient antagonist not only growth-inhibition is required,but also the ability to colonize blossoms, to establish high populations in the stigma exudates, and the fact that they are not phytotoxic. Therefore, only few antagonistsare commercially available yet. Furthermore, efficient assays to facilitate the selection of potential antagonists are needed. Hence, this master thesis contains the establishment of an „In-vitro-Assay“ for investigating the antagonistic abilities of environmental microorganisms.Selected antagonists can be tested in further greenhouse- and field experiments. This assay comprises four selection steps, starting with a „Double Layer Assay“ with King's B medium in order to test a great quantity of isolated environmental microorganisms because of their growth-inhibiting effect on E. amylovora. ^Next, the environmental isolates' growth behavior needs to be examined in a synthetic medium called „Stigma Based Medium“, which is comparable with the chemical composition of stigma exudates. After that, environmental isolates can be identified through „16S rRNA-Sequencing by Sanger“ and through „MALDI-TOF“ by analysing the ribosomal protein profile. The final step is a „Competition Assay“ to quickly evaluate the inhibitory effect of potential antagonists against the pathogen in Stigma Based Medium. Eventually, a „Detached Flower Assay“ can be conducted.

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