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Verbreitung und funktionelle Charakterisierung endophytischer Pilze in Phragmites australis am Bodensee

Verbreitung und funktionelle Charakterisierung endophytischer Pilze in Phragmites australis am Bodensee

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Prüfsumme: MD5:342e81b52bae828c1b404fd238e701b3

ERNST, Michael, 2005. Verbreitung und funktionelle Charakterisierung endophytischer Pilze in Phragmites australis am Bodensee [Dissertation]. Konstanz: University of Konstanz

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Verbreitung und funktionelle Charakterisierung endophytischer Pilze in Phragmites australis am Bodensee deposit-license Ernst, Michael 2011-03-24T17:44:28Z Von oberflächensterilisierten Schilf-Samen (Phragmites australis) vom Bodensee wurden endophytische Pilze isoliert, die mittels klassischer und molekularer Taxonomie identifiziert wurden. Die meisten dieser Isolate wurden als drei verschiedene Stagonospora-Arten identifiziert. Damit wurde gezeigt, dass in Schilf mehrere Arten samenbürtiger Endophyten vorkommen. Der häufigste Typ (Sequenztyp 4/99-1) hatte innerhalb der aus Samen erhaltenen Isolate einen Anteil von 46%. Er weist eine mit dem Stamm Stagonospora neglecta var. colorata CBS 343.86 übereinstimmende ITS-Sequenz auf.<br />Für Stagonospora 4/99-1 wurden auf Basis der Variabilität der internal transcribed spacer (ITS) der ribosomalen DNA spezifische PCR-Primer entwickelt. Nested PCR-Analysen zeigten, dass diese Art in Samen je nach Standort und Jahr mit einer Häufigkeit von bis zu ca. 80% vorkommt. Es wurde an Mikrokosmen mit Keimlingen, die aus Samen mit natürlicher Endophytenbefrachtung angezogen wurden, gezeigt, dass der Pilz in Wurzeln und oberirdische Teile der sich entwickelnden Keimlinge einwuchs und somit erfolgreich auf die nächste Wirtsgeneration übertragen wurde.<br />Das Vorkommen dieser Art wurde an vier Bodensee-Standorten über eine Zeitspanne von drei Jahren durch nested PCR an insgesamt 252 Proben verschiedener Organe von 66 Pflanzen, sowie zusätzlich an Samen untersucht. Die Ergebnisse zeigen an, dass Stagonospora 4/99-1 in Wurzeln und Rhizomen in niedriger Häufigkeit persistiert, während der Vegetationsperiode in den wachsenden Halm aufsteigt, wo er ebenso wie in Blättern im Spätsommer in höherer Häufigkeit vorkommt. Er wächst vermutlich in die Samenanlage ein, um so auf die Nachfolgegeneration übertragen zu werden ( vertikale Transmission ).<br />Zur Untersuchung des Einflusses Schilf-assoziierter Pilze auf den Wirt wurden Methoden zur Gewinnung axenischer Keimlinge aus Samen entwickelt. In solchen Mikrokosmen wurde ein signifikant verstärktes Wachstum von Schilf nach Inokulation mit Stagonospora und Microdochium über einen Zeitraum von 4-5 Monaten festgestellt. Dies zeigt, dass auch bei Schilf mutualistische Pilze vorkommen, für die eine erbliche Assoziation mit ihrer Wirtspflanze besteht.<br />Pflanzen aus Mikrokosmen und Keimlinge aus Samen mit natürlicher Pilzbefrachtung wurden zur genauen Lokalisierung des Pilzes immunofluoreszenzmikroskopisch mit einem gegen Stagonospora gerichteten Antikörper untersucht. Die Pilzhyphen wuchsen v.a. zwischen den Epidermiszellen der Wurzeln und in Kontakt mit der ersten Schicht cortikaler Zellen. In Blättern und Halmen von Keimlingen wurde in Parenchym-Geweben das Vorkommen einzelner Hyphen beobachtet. Durch die Lokalisierung im gesunden Pflanzengewebe wurde der endophytische Status des Pilzes bestätigt. Ergebnisse aus in vitro-Kompetitionstests zeigten eine begrenzte Konkurrenzfähigkeit der Stagonospora-Isolate gegen andere Schilf-assoziierte Pilze.<br />Die erhaltenen Daten deuten insgesamt darauf hin, dass samenbürtige Stagonospora-Arten v.a. bei Schilfkeimlingen eine besondere, möglicherweise temporäre Bedeutung haben. Hierbei können sie aufgrund einer mykorrhizaähnlichen Funktion den jungen, noch nicht durch andere Pilze infizierten Keimlingen bei der Besiedlung neuer Standorte Vorteile verschaffen.<br />Für weitere Endophyten, Microdochium spp. und Trichoderma sp., wurde an Wurzelproben durch nested PCR eine spezifische Bevorzugung überschwemmter bzw. trockener Habitate gezeigt. Für zwei Vertreter der Gattung Microdochium wurde hierbei eine entgegengesetzte Bevorzugung der unterschiedlichen Habitate gezeigt. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass sich diese nahe verwandten Arten auch hinsichtlich ihrer optimalen Wachstumstemperatur unterscheiden. Distribution and functional characterization of endophytic fungi in Phragmites australis at Lake Constance (Germany) application/pdf Ernst, Michael 2005 2011-03-24T17:44:28Z deu

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