Titelaufnahme

Titel
Characterization of microbial communities associated with fungal sclerotia
Weitere Titel
Characterization of microbial communities associated with fungal sclerotia
Verfasser/ VerfasserinWagner, Philipp
Begutachter / BegutachterinBerg, Gabriele
ErschienenGraz, 2017
HochschulschriftKarl-Franzens-Universität Graz, Masterarbeit, 2017
Anmerkung
Arbeit an der Bibliothek noch nicht eingelangt - Daten nicht geprüft
Abweichender Titel laut Übersetzung des Verfassers/der Verfasserin
DokumenttypMasterarbeit
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-121604 Persistent Identifier (URN)
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Characterization of microbial communities associated with fungal sclerotia [3.69 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Pflanzenkrankheiten von Pilzen verursacht sorgen weltweit für große Schäden an den betroffenen Kulturen und verursachen dementsprechend hohe Ernteverluste. Das betrifft auch die durch Sclerotoinia sclerotiorum verursachte Weißstengeligkeit sowie die durch Rhizoctonia solani ausgelöste Wurzeltöterkrankheit. Durch die Bildung von Sklerotien, wobei es sich um widerstandsfähige pilzliche Überdauerungsformen handelt, besitzen beide Pflanzenpathogene die Möglichkeit, viele Jahre im Boden oder Pflanzenrückständen zu überdauern um bei geeigneten Umweltbedingungen neue Wirtspflanzen zu infizieren. Das Ziel dieser Arbeit war, den Nachweis zu erbringen, ob Sklerotien durch flüchtige organische Verbindungen (VOCs) welche von antagonistischen Bakterienstämmen produziert wurden, in ihrer Keimfähigkeit beeinflusst beziehungsweise gehemmt werden können. Um eine mögliche Eignung als Biokontrollmittel festzustellen wurden Bakterien, welche mit Sklerotien beider Erregern assoziiert sind isoliert und auf ihre antagonistische Wirkung getestet. Mit Hilfe von kultivierungsabhängigen und unabhängigen Methoden konnten einzelne Isolate aber auch ganze mikrobielle Gemeinschaften charakterisiert werden. Anhand der Daten einer 16S rRNA Amplikon Studie konnten signifikant verschiedene bakterielle Gemeinschaften für gesunde und mit Sklerotien infizierte Kartoffeln nachgewiesen werden. Flavobacteriaceae und Caulobacteraceae kommen vorwiegend auf gesunder Kartoffelhaut vor, wohingegen Intrasporangiaceae und Gaiellaceae mit Sklerotien infizierter Kartoffelhaut assoziiert sind. Weitere Untersuchungen bezüglich der antagonistischen Wirkung von VOCs ergaben, dass vor allem VOCs der Gattung Bacillus eine starke Wirksamkeit gegen das Myzel von S. sclerotiorum und eine schwächere Wirksamkeit gegen das Myzel von R. solani besitzen. Behandlungen von Sklerotien durch VOCs von Bacillus sp. T63, Buttiauxella warmboldiae T74, Pseudomonas sp. B94 und verschiedener Bacillus Konsortien zeigten nach mehreren Versuchsoptimierungen, dass es zu eindeutigen äußerlichen und inneren Veränderungen am Sklerotium kommt. Obwohl die Keimfähigkeit der Sklerotien nicht vollständig durch VOCs gehemmt werden konnte, können sie trotzdem sehr wertvoll sein um den antagonistischen Effekt von Bakterien zu erhöhen. Dies würde die Möglichkeit bieten um eine neue Generation von Biokontrollmitteln zu entwickeln um die Keimfähigkeit von Sklerotien nachhaltig zu reduzieren.

Zusammenfassung (Englisch)

Plant diseases that are caused by fungal pathogens can substantially damage plants, which results in high yield losses world-wide. Sclerotinia sclerotiorum, which causes white mold or stem rot on host plants and Rhizoctonia solani, which is responsible for stem canker and black scurf on 150 host plants are such pathogens. The development of sclerotia, which are persistent resting structures, allows both fungal pathogens to outlive over several years in soil or plant residues until suitable environmental conditions are available to infect new host plants. The main aim of this study was to investigate, if the germination capacity of sclerotia can be influenced or inhibited by the exposure to volatile organic compounds (VOCs) from antagonistic bacterial strains. Therefore, bacteria associated with both fungal pathogens were isolated and tested for antagonism to identify putative biocontrol agents. By using cultivation-dependent and independent methods, single isolates as well as whole microbial communities were characterized. Data from a 16S rRNA amplicon study was used to identify distinctive bacterial communities that are associated with healthy and sclerotia-affected potato skin. On unaffected potato skin, primarily Flavobacteriaceae and Caulobacteraceae were found whereas Intrasporangiaceae and Gaiellaceae were associated with sclerotia infected skin. Further investigations regarding the antagonistic impact of VOCs showed that especially VOCs from the genus of Bacillus have a strong inhibitory impact towards the mycelium of S. sclerotiorum while mycelium of R. solani was not as strongly affected. Treatments of sclerotia from S. sclerotiorum with VOCs of Bacillus sp. T63, Buttiauxella warmboldiae T74, Pseudomonas sp. B94 and distinct Bacillus consortia showed clear changes in the inner and external structure of the sclerotia. Although the germination of sclerotia was not entirely inhibited by VOCs, they could be very valuable to boost the effect of antagonistic bacteria. This offers the opportunity to develop a new generation of biocontrol agents that can reliably reduce the germination capacity of sclerotia.